Введение
Морские частицы, образующиеся непосредственно из океана. Морской спрей – это частицы аэрозоля, формирующиеся из океана, главным образом путем выброса в атмосферу Земли при разрыве пузырьков на границе раздела воздуха и моря. Морской спрей содержит как органические вещества, так и неорганические соли, образующие морской солевой аэрозоль (SSA). SSA обладает способностью формировать ядра конденсации облаков (CCN) и удалять антропогенные аэрозольные загрязнители из атмосферы. Также было обнаружено, что крупнодисперсный морской спрей подавляет развитие молний в грозовых облаках. Морской спрей напрямую (и косвенно, через SSA) отвечает за значительную часть тепловых и влажных потоков между атмосферой и океаном. При разрыве пузырьков они высвобождают до тысячи частиц морского спрея, размер которых варьируется от нанометров до микрометров и которые могут выбрасываться на высоту до 20 см над поверхностью моря. Состав морского спрея зависит прежде всего от состава воды, из которой он образуется, но в целом представляет собой смесь солей и органических веществ. На интенсивность образования морского спрея влияют несколько факторов, особенно скорость ветра, высота волнения, период волнения, влажность и разница температур между атмосферой и поверхностной водой. Производство и распределение по размерам SSA таким образом чувствительны к состоянию смешивания. В более спокойные летние месяцы наблюдается общее снижение образования морского спрея. Он может содержать (DOC) и даже микроорганизмы, такие как бактерии и вирусы. Количество органических веществ в морском спрее зависит от микробиологических процессов, хотя общий эффект этих процессов пока не известен. Хлорофилл a часто используется в качестве индикатора первичной продуктивности и содержания органических веществ в морском спрее, однако его надежность для оценки концентрации растворенного органического углерода вызывает споры. Латентный тепловой поток морского спрея, генерируемый в слое испарения капель, был назван важным дополнением к усилиям по моделированию климата, особенно в симуляциях, оценивающих тепловой баланс между воздухом и морем в связи с ураганами и циклонами, формирующимися во время сильных ветров. Во время образования белых шапок капли морского спрея обладают теми же свойствами, что и поверхность океана, но быстро адаптируются к окружающему воздуху. Некоторые капли морского спрея немедленно поглощаются обратно в море, в то время как другие полностью испаряются и вносят в атмосферу частицы соли, такие как диметилсульфид (DMS), которые могут переноситься посредством турбулентности в слои облаков и служить ядрами конденсации облаков. Формирование этих ядер конденсации облаков, таких как диметилсульфид, также имеет климатические последствия из-за их влияния на образование облаков и взаимодействие с солнечным излучением. Понимание общего воздействия природных источников, таких как морской спрей, может прояснить критические ограничения, обусловленные антропогенным влиянием, и может быть объединено с океанической химией, биологией и физикой для прогнозирования будущей изменчивости океана и атмосферы. Капли морского спрея, попадая в воздух, термоуравновешиваются примерно на 1% своей массы. Это приводит к добавлению теплоты до возвращения в океан, увеличивая их потенциал для значительного вклада энтальпии. Ряд численных и теоретических исследований показали, что морской спрей, присутствующий в значительных количествах в пограничном слое атмосферы, приводит к насыщению коэффициентов сопротивления воздуха и моря.
Sea spray are aerosol particles formed from the ocean, mostly by ejection into Earth's atmosphere by bursting bubbles at the air sea interface. Sea spray contains both organic matter and inorganic salts that form sea salt aerosol (SSA). SSA has the ability to form cloud condensation nuclei (CCN) and remove anthropogenic aerosol pollutants from the atmosphere. Coarse sea spray has also been found to inhibit the development of lightning in storm clouds. Sea spray is directly (and indirectly, through SSA) responsible for a significant degree of the heat and moisture fluxes between the atmosphere and the ocean, When they burst, they release up to a thousand particles of sea spray, which range in size from nanometers to micrometers and can be expelled up to 20 cm from the sea surface.''. The composition of the sea spray depends primarily on the composition of the water from which it is produced, but broadly speaking is a mixture of salts and organic matter. Several factors determine the production flux of sea spray, especially wind speed, swell height, swell period, humidity, and temperature differential between the atmosphere and the surface water. Production and size distribution rate of SSAs are thus sensitive to the mixing state. Calmer summer months result in lower overall production of sea spray. (DOC) and even microbes themselves, like bacteria and viruses. The amount of organic matter in sea spray depends on microbiological processes, though the total effect of these processes is still unknown. Chlorophyll a is often used as a proxy for primary production and organic matter content in sea spray, but its reliability for estimating dissolved organic carbon concentrations is controversial. The latent heat flux of sea spray generated at the droplet evaporation layer has been cited as an important addition to climate modeling efforts, particularly in simulations assessing air/sea heat balance as related to hurricanes and cyclones formed during high wind events. During the formation of whitecaps, sea spray droplets exhibit the same properties as the ocean surface, but rapidly adapt to surrounding air. Some sea spray droplets immediately reabsorb into the sea while others evaporate entirely and contribute salt particles like dimethyl sulfide (DMS) to the atmosphere where they can be transported via turbulence to cloud layers and serve as cloud condensation nuclei. The formation of these cloud condensation nuclei like dimethyl sulfide have climate implications as well, due to their influence on cloud formation and interaction with solar radiation. Understanding total forcing from natural sources like sea spray can illuminate critical constraints posed by anthropogenic influence and can be coupled with ocean chemistry, biology and physics to predict future ocean and atmospheric variability. Sea spray droplets injected into the air thermally equilibrate ~1% of their mass. This leads to the addition of sensible heat prior to ocean reentry, enhancing their potential for significant enthalpy input. It has been shown through several numerical and theoretical studies that sea spray, if present in significant amounts in the atmospheric boundary layer, leads to saturation of air sea drag coefficients.
Прибрежные экосистемы
Осаждение соли из морских брызг является основным фактором, определяющим распределение растительных сообществ в прибрежных экосистемах. Концентрация ионов в морских брызгах, выпадающих на сушу, как правило, соответствует их концентрации в океане, за исключением того, что содержание калия в морских брызгах часто выше. Количество выпадающей соли на сушу обычно уменьшается с удалением от океана, но увеличивается с ростом скорости ветра. Изменчивость в осаждении соли также влияет на конкуренцию между растениями и формирует градиенты солеустойчивости. Некоторые из этих переносящихся микроорганизмов поднимаются с наземными пыльными бурями, но большинство имеют морское происхождение – из микроорганизмов, содержащихся в морских брызгах. В 2018 году группа ученых сообщила, что ежедневно на каждый квадратный метр планеты оседают сотни миллионов вирусов и десятки миллионов бактерий.
Химическая стойкость
Морской аэрозоль в значительной степени ответственен за коррозию металлических объектов вблизи береговой линии, поскольку соли ускоряют процесс коррозии в присутствии обильного атмосферного кислорода и влаги. Соли не растворяются в воздухе напрямую, а находятся во взвешенном состоянии в виде мелких частиц или растворены в микроскопических капельках воды, переносимых по воздуху. Испытание в соляном тумане является показателем долговечности материала или его стойкости к коррозии, особенно если материал предназначен для использования на открытом воздухе и должен выдерживать механические нагрузки или выполнять другую важную функцию. Эти результаты часто представляют большой интерес для морских отраслей промышленности, продукция которых может подвергаться значительному ускорению коррозии и последующим поломкам из-за воздействия соленой воды.