Кіріспе

Аэрозоль бөлшектерінің қатты беттерге жиналу процесі. Аэрозоль физикасында жиналу – аэрозоль бөлшектерінің қатты беттерге жиналуы немесе тоқталуы процесі, бұл ауадағы бөлшектердің концентрациясын төмендетеді. Оны екі негізгі процеске бөлуге болады: құрғақ және ылғал жиналу. Жиналу жылдамдығы немесе жиналу жылдамдығы орташа мөлшердегі бөлшектер үшін ең төменгі болады. Жиналу механизмдері өте кішкентай немесе өте үлкен бөлшектер үшін тиімді. Өте үлкен бөлшектер гравитациялық тұндыру (орналасу) немесе соқтығысу процестері арқылы жылдам тұнады, ал кішкентай бөлшектерге Браундық диффузия ең үлкен әсер етеді. Себебі өте кішкентай бөлшектер бірнеше сағат ішінде 0,5 микрометр диаметріне жететінше бірігеді. Осы мөлшерде олар енді бірігуді тоқтатады. Бұл ауадағы PM2.5 мөлшеріне елеулі әсер етеді. Жиналу жылдамдығы 1 = ‘F’ = ‘v’c формуласымен анықталады, мұнда ‘F’ – ағын тығыздығы, ‘v’ – жиналу жылдамдығы және c – концентрация. Гравитациялық жиналуда бұл жылдамдық – гравитациялық тартым күшінен туындаған тұндыру жылдамдығы. Көбінесе белгілі бір бөлшектің белгілі бір кедергіге соқтығысатыны зерттеледі. Бұл Стокс саны 1 = Stk = S / d арқылы болжауға болады, мұнда S – тоқтату қашықтығы (бөлшектің мөлшеріне, жылдамдығына және соққы күштеріне байланысты), ал d – сипаттамалық мөлшер (көбінесе кедергінің диаметрі). Егер Stk мәні 1-ден кем болса, бөлшек сол кедергіге соқтығыспайды. Ал егер Stk мәні 1-ден артық болса, соқтығысады. Браун қозғалысына байланысты жиналу Фиктің бірінші және екінші заңдарына бағынады. Нәтижесінде пайда болатын жиналу ағыны J = …, мұнда J – жиналу ағыны, n – бастапқы сандық тығыздық, D – диффузия тұрақтысы және t – уақыт. Бұл мәліметтерді интегралдау арқылы әр уақыт мезгіліндегі концентрацияны анықтауға болады.

Ылғалды жинақтау

Ылғалды шөгіндіде атмосфералық гидрометеорлар (жаңбыр тамшылары, қар және т.б.) аэрозоль бөлшектерін ұстап алады. Бұл ылғалды шөгіндінің су тамшыларымен гравитациялық, Браундық және/немесе турбуленттік коагуляция арқылы жүзеге асатынын білдіреді. Ылғалды шөгіндінің әртүрлі түрлері:

Бұлт астындағы ұстау. Бұл жаңбыр тамшылары немесе қар бөлшектері Браун диффузиясы, тұтқындау, соқтығысу және турбуленттік диффузия арқылы аэрозоль бөлшектерімен соқтығысқанда болады. Бұлт ішіндегі ұстау. Бұл жерде аэрозоль бөлшектері бұлт ядролары ретінде жұмыс істеу арқылы немесе соқтығысу арқылы бұлт тамшыларына немесе бұлт мұз кристалдарына сіңіріледі. Олар жаңбыр немесе қар бұлттарда пайда болған кезде жер бетіне түсуі мүмкін. Аэрозольдік компьютерлік модельдерде аэрозольдер мен бұлт тамшылары көбінесе бөлек қарастырылады, сондықтан ядро түзлуі – параметрленуі қажет болатын жоғалту процесін білдіреді.