Wolken-Mikrophysik

  Kelvin-Effekt und Lösungseffekt in kombinierter Wirkung.

Durch Kombination der Auswirkungen entsteht ein Satz (Koehler)-Kurven für unterschiedliche Salzkonzentrationen. Die Grafik unten stellt eine solche Kurve dar, zusammen mit einem Tröpfchen während die Sättigung und die Tröpfchengröße zunehmen.

Bis zu einem kritischen Radius r* dominiert der Einfluß des Lösungseffekts; das Tröpfchen befindet sich mit seiner Umgebung im stabilen Gleichgewicht.

Was geschieht, wenn ein Tröpfchen den kritischen Radius r* nicht erreichen kann? Überprüfen Sie Ihre Antwort.

Wenn das Tröpfchen den kritischen Radius r* erreicht, wird es weiter anwachsen, da es sich nun in einer instabilen Umgebung befindet (vorausgesetzt, daß die Übersättigung oberhalb der Gleichgewichtskurve weiterhin besteht). Die Theorie zeigt, daß bei einer Übersättigung S und einem Tropfenradius oberhalb von 10 Mikron, diese Wachstumsrate dr/dt wie folgt dargestellt werden kann:

dr/dt proportional zu S/r

Da r auf diese Weise zunimmt, wird dr/dt immer kleiner. Diese Frage, die wir nun untersuchen wollen, ist faszinierend, denn sie deutet darauf hin, daß ein Tröpfchen ETWA 8 STUNDEN benötigt, um Nieselgröße zu erreichen (r = 100 Mikron)!!

(Beachten Sie, daß das für eine Kondensation zur Verfügung stehende Wasser auf Luftbewegungen in der Größenordnung mehrerer 10m bis zu mehreren 100km zurückzuführen ist; dagegen findet das Wolkentröpfchen-Wachstum in der Größenordnung mehrerer Mikron bis zu mehreren Zentimetern statt.)

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