molnmikrofysik

Molnmikrofysik är en gren av meteorologi som studerar de mikrofysiska processerna i moln — hur små vattendroppar och iskristaller bildas, växer och försvinner. Dessa processer avgör droppstorleksfördelningar, flytande vatteninnehåll och fasen mellan vatten och is, vilket i sin tur påverkar nederbörd, molnens livslängd och molnens strålningspåverkan. Viktiga storheter inom området inkluderar molnens flytande vatteninnehåll, droppstorleksfördelning och förekomsten av iskristaller i blandade-fas-moln.

Viktiga processer inkluderar kärnbildning av droppar och iskristaller (homogen och heterogen kärnbildning enligt Köhler-teorin), dropptillväxt genom kondensation och avdunstning samt koalescens — kollisionssammansmältning som leder till större droppar och nederbörd. I kalla moln sker övergångar mellan vätska och is genom deposition och frysning; rimning, aggregering och sintering bidrar till iskristallernas utveckling. Blandade-fas-moln uppvisar Bergeron-Findeisen-processen där iskristaller växer på bekostnad av små droppar, vilket påverkar nederbörd och molnens livslängd.

Mätningar och modellering inom molnmikrofysik görs med fältinstrument som mäter droppstorleksfördelningar (till exempel droppprober som CDP och 2D-S), optiska sensorer, radarsystem och lidar. Laboratorieexperiment i cloud chambers används för att studera kärnbildning och växtprocesser under kontrollerade förhållanden. Inom modellering används mikrofysikscheman i väder- och klimatmodeller, ofta som bulk-scheman (enkelt- eller dubbel-moment) eller bin-mikrophysics, för att beskriva hur droppar och iskristaller bildas, växer och försvinner. Dessa scheman påverkar nederbördens utveckling samt molnens strålnings- och klimatpåverkan.