Partikelbildning

Partikelbildning är processen där gasformiga eller ångformiga förstadier kombineras och bildar nya aerosoler i form av små partikelkärnor som sedan kan växa till synliga partiklar. Den är central inom atmosfärvetenskapen och har även betydelse i industriella processen och i laboratorieexperiment.

Den första fasen kallas kärnbildning och innebär att molekyler binder sig för att bilda stabila kluster som klarar av att växa istället för att evaporera. Kärnbildning kan vara homogen, utan yta, eller heterogen, där kärnorna bildas på befintliga ytor eller befintliga partiklar. I atmosfären kan joninducerad kärnbildning vara särskilt viktig. Efter kärnbildningen växer partiklarna genom kondensation av ytterligare gasfas-vätskor och genom koagulation med andra partiklar.

Viktiga faktorer som styr partikelbildning inkluderar temperatur, tryck, överskottet av gasfas-förstadier (överskott av ångor), relativ fuktighet och närvaro av ämnen som svavelsyra, ammoniak och organiska föreningar. Dessa komponenter påverkar både bildningen och efterföljande tillväxt av partiklarna.

Betydelsen av partikelbildning sträcker sig från klimat och molnbildning till luftkvalitet och hälsa. Nya partiklar kan fungera som kondensasjonskärnor för vatten och därmed påverka strålning och molnprocesser, medan höga partikelantal i städer kan påverka luftkvaliteten och öka hälsorisker.

Metoder för studier inkluderar fältobservationer och kontrollerade kammarförsök, samt modellering baserad på klassisk nucleation theory, kinetisk nucleation theory och klusterdynamik för att beskriva bildning och tillväxt över tid.