JÉGKRISTÁLYOK KELETKEZÉSE ÉS NÖVEKEDÉSE

Jégmag képződése I• Kétféle fázisátalakulás

– depozició, fagyás

• A jégmag gyorsan nő. A vízre telített környezet a jégre túltelített. Diffúziós növekedés

• A jég esni kezd, összegyűjti a vízcseppeket, hó, vagy jég lesz

• Meleg felhőben esőcseppé olvadhat

Jégmag képződése II

• -40 C felett nincs homogén nukleáció

• A túlhülés azért következik be, mert a felhő erősen diszperz, kis cseppekből áll.

• Heterogén nukleáció külső magvakon– depozició– lecsapódás a magon, majd fagyás– a maggal érintkezve a túlhült víz megfagy– túlhült víz a mag beágyazódásakor fagy meg

Jégcsíra képződés

Jégmagvak

•anyag •a tengely •b tengely •nukl. hőmérs •megjegyzés

•jég •4.52 •7.36 •0

•AgI •4.58 •7.49 •-4 •oldhatatlan

•PbI2 •4.54 •5.86 •-6 •kiss; oldh

•CuS •3.80 •18.43 •-7 •oldhatatlan

•CuO •4.65 •5.11 •-7 •oldhatatlan

•HgI2 •4.36 •12.34 •-8 •oldhatatlan

•Ag2S •4.20 •9.50 •-8 •oldhatatlan

•CdI2 •4.24 •6.84 •-12 •oldható

•I2 •4.78 •9.77 •-12 •oldható

Jégmagvak• vaterit • 4.12 • 8.56 • -7

• kaolinit • 5.16 • 7.38 • -9 • silicate

• volc. ash • -13

• halloysite • 5.16 • 10.1 • -13

• vermiculite • 5.34 • 28.9 • -15

• cinnabar • 4.14 • 9.49 • -16

• testosterone • 14.73 • 11.01 • -2

• chloresterol • 14.0 • 37.8 • -2

• metaldehyde • -5

• bacterium • -2.6

Jégfázis a felhőkben

-20C-os felhőcsúcs esetén biztosan van, -5C-nál melegebb esetén nincs

Magsűrűség széles tartományban (0,01-100/liter

Probléma: sokkal több jégszem, mint mag

Másodlagos folyamatok, jégszemek széttöredezése

Jégkristályok diffúziós növekedése

i

s

i

s

sii e

e

e

e

e

e

e

eS

A jégmag felett 1i

s

e

e

Diffúziós egyenlet

vrvCDdt

dm 4

TTCKdt

dQr 4

A jégmagok nem gömb alakúak

Stacionárius eset

dt

dQ

dt

dmLsubl

DL

K

TT sublr

vrv

Mason analitikus megoldása I.A Cl-Cl integrálása

A gázegyenlet TRe vvs dTRTRdde vvvvs

A Clausius-Clapeyron egyenletdT

T

Lde vs

T

dT

T

dT

R

Ld

vv

v 2

T

T

TTR

L r

rvvrs

vs ln11

ln

1

TR

L

T

TT

v

r

vrs

vrsvs

rTT

Mason analitikus megoldása II.

1

TR

L

T

TT

v

r

vrs

vrsvs

Cl-Cl integrálja:

Tömeg és hődiffúzió:

vrsvr

vrvr CDLdt

dmL

dt

dQ

dt

dQ

CKTT

4

4

1

dt

dm

CKT

L

T

TTr4

dt

dm

CD vrvr

vrv

4

1

dt

dm

TR

L

CKT

L

vvrs

vrsvs

1

4

dt

dm

TR

L

CKT

L

CD vvrvrs

vsv

1

44

1

kivonva

Mason analitikus megoldása III.

S

1

14

TRL

KTL

TDe

TR

SC

dt

dm

vi

v

i

dt

dm

TR

L

CKT

L

CD vvrvrs

vsv

1

44

1

A növekedés függ a hőmérséklettől és nyomástól

A kristályalak

Növekedés akkrécióval

6,0343Du graupel

nkDu 3,0234

3,0160

nklemezésoszlop

nkdendrit

baDm

növekedés RuRMEdt

dm 2

uRMEdt

dm 2

NvM 16

933

2

BuNvVEBdt

dVcseppszámmal

Kristály növekedés és összeolvadásEsőcseppnövekedés

jég- akkréció

víz-összeolvadás

Kumuluszokban

mindkettő

Vízcsepp 25 mikrom.

Körny. 1gram/köbc 1o mikrom. cseppek

Jég dendrites, -15C tömeg 10(-8)gram

Esőcsepp 4 mikrogram