Исследование атмосферных наночастиц и их роли в формировании дисперсного состава аэрозоля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Аршинов, Михаил Юрьевич

• Аршинов, Михаил Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Аршинов, Михаил Юрьевич

Введение

Глава 1. Фундаментальные основы и современное состояние теории аэрозолей - закономерности формирования дисперсного состава, физические и химические свойства атмосферных аэрозолей.

1.1. Дисперсный состав аэрозоля как функция его источников

1.1.1. Первичные источники аэрозоля

1.1.2. Вторичные источники аэрозоля

1.1.3. Мощность источников аэрозоля

1.2. Функции и типы распределения аэрозоля по размерам

1.2.1. Распределение счетной концентрации, поверхности, объема и массы аэрозолей по размерам

1.2.2. Функции распределения, основанные на логарифмах размера частиц

1.2.3. Логнормальное распределение

1.2.4. Другие функции распределения

1.2.5. Наблюдаемые типы распределений аэрозольных частиц по размерам в зависимости от географического положения

1.3. Химический состав аэрозолей

1.4. Процессы, определяющие трансформацию аэрозоля

1.4.1. Коагуляция аэрозоля

1.4.2. Форетические эффекты

1.4.3. Конденсация

1.4.4. Рост частиц

1.5. Термодинамика аэрозоля

1.5.1. Свободная энергия Гиббса и химический потенциал

1.5.2. Условия химического равновесия

1.5.3. Содержание воды в аэрозоле

1.6. Образование аэрозоля из газовой фазы - теория гомогенной нуклеации

1.6.1. Кинетический подход

1.6.2. Подход условного равновесия

Глава 2. Исследование временной изменчивости микродисперсной фракции аэрозоля в атмосфере

2.1. Приборы и методы исследований. Основные характеристики измерительной аппаратуры

2.1.1. Состав и технические характеристики измерительной аппаратуры

2.1.2. Режим работы аппаратуры

2.2. Исходные данные

2.3. Суточная динамика микродисперсной фракции

2.3.1. Ход общей счетной концентрации микро дисперсного аэрозоля

2.3.2. Суточный ход моды Айткена и переходной субфракции аэрозоля

2.3.3. Суточный ход счетной концентрации аэрозоля нуклеационной моды

2.3.4. Суточная динамика спектра размеров микродисперсного аэрозоля

2.4. Сезонный ход микродисперсной фракции аэрозоля

Глава 3. Вертикальное распределение микро дисперсно го аэрозоля в тропосфере

3.1. Экспериментальные данные и оборудование

3.2. Вертикальное распределение наночастиц над югом

Западной Сибири

3.3. Факторы, определяющие формирование аэрозольного поля в свободной тропосфере

3.3.1. Процессы нуклеации в свободной тропосфере

3.3.2. Возможные причины формирования z-образной структуры в вертикальном распределении концентрации наночастиц

3.3.3. Оценка скорости образования новых частиц в свободной тропосфере

3.3.4. Распределение наночастиц по размерам в свободной тропосфере

3.4. Сезонная динамика вертикального распределения наночастиц

Глава 4. Аэрозольно-газовые связи. Фотохимическое образование микродисперсного аэрозоля в атмосфере континентального района.

4.1. Выбор оптимального алгоритма для восстановления поля концентраций основных паров аэрозолеобразующих соединений, приводящих к образованию аэрозоля in situ

4.1.1 Реакции с участием соединений серы

4.1.2 Реакции с участием азотных соединений

4.1.3 Образование радикалов в атмосфере

4.2. Расчет концентрации основных ПАОС

4.2.1. Суточный ход концентрации ультрадисперсных частиц

4.2.2. Расчет концентрации гидроксильного радикала

4.2.3. Расчет концентрации H2SO4 и HNO

4.3. Оценка скоростей нуклеации и образования наночастиц

4.3.1. Скорость образования аэрозольных частиц из газовой фазы

4.3.2. Скорость нуклеации 154 Заключение 167 Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование атмосферных наночастиц и их роли в формировании дисперсного состава аэрозоля»

Актуальность темы

Атмосферный аэрозоль - это уникальный природный объект, играющий важную роль в глобальном круговороте веществ в атмосфере. С его участием происходит формирование радиационного и теплового баланса Земли за счет прямого эффекта - рассеяния и поглощения солнечного излучения, а также косвенного - при формировании облачности.

Вместе с тем, роль атмосферного аэрозоля в климатической системе сильно недооценена. На фоне растущих концентраций парниковых газов, значительного и резкого потепления климата так и не происходит. Наиболее вероятно, что это обусловлено косвенным эффектом аэрозоля, который нивелирует вклад парниковых газов. В частности, рассеивая приходящее солнечное излучение, аэрозоль приводит к некоторому охлаждению воздуха. Для однозначной оценки вклада аэрозоля в радиационные процессы необходимы сведения о его полном цикле (рождение, трансформация, сток). В настоящее время достаточно подробно изучены микрофизические и оптические свойства субмикронной и грубодисперсной фракций аэрозоля. Что касается микродисперсной фракции, образующейся из газовой фазы и определяющей старт всему аэрозольному процессу, то сведения о ее поведении в атмосфере неполны и весьма противоречивы. Без знания этих особенностей невозможно составить полную картину о вкладе аэрозоля в атмосферные процессы.

Состояние вопроса и постановка задачи

На заре становления аэрозольной науки, исследования носили, как правило, прикладной характер, связанный с хозяйственной деятельностью человека, и, зачастую имели несистематический характер. В начале второй половины XX века назрела необходимость систематизации всех накопленных знаний в области аэрозолей. Первый шаг в этом направлении был сделан Н.А.Фуксом, что вылилось в основополагающий труд для всех исследователей -«Механика Аэрозолей» [1]. Наука об аэрозолях еще относительно молодая, поскольку, используя весьма емкое выражение П. Райста, она «долгое время была нелюбимой падчерицей физики и физической химии» и начала расцветать только в конце 60-х начале 70-х годов XX столетия. Именно в эти годы появились такие журналы как Journal of Aerosol Science (издается с 1970 г.) и Aerosol Science and Technology (издается с 1982 г). В настоящее время перечень наук, которые так или иначе связаны с данным природным объектом, пожалуй, превышает один десяток. Несмотря на то, что значимость аэрозолей в атмосферных процессах признана уже давно, все же пока еще не все фундаментальные закономерности поведения аэрозольных частиц установлены и описаны, особенно, что касается их «жизни» в реальной атмосфере.

Наиболее изученными являются аэрозольные частицы, размеры которых превышают 0,1 мкм, в силу свойств которыми они обладают. Прежде всего, это возможность отбора их на фильтры для последующего микроскопического и химического анализа. Появление в свое время надежных оптикоэлектронных приборов позволило получать информацию и о дисперсном составе и рассеивающих характеристиках атмосферного аэрозоля в реальном времени. По мере накопления знаний об аэрозоле, все больше и больше появлялось вопросов о природе и поведении частиц нанометрового диапазона размеров, сейчас называемых наночастицами и наноаэрозолями.

В связи с этой заинтересованностью, в последнее десятилетие было опубликовано большое количество научных работ, посвященных исследованиям наноаэрозолей. В своем большинстве, они, как правило, посвящены либо теоретическим исследованиям, либо лабораторным экспериментам, которые проводятся в контролируемых условиях. Несмотря на то, что результаты таких исследований значительно расширили знания о наночастицах, в описании их поведения в атмосфере все еще остается много белых пятен, особенно, это касается процессов их образования.

Цель работы

Целью данной диссертационной работы является исследование закономерностей образования и трансформации наночастиц в атмосфере континентального района умеренных широт.

Основные задачи исследования

1. Организация и проведение мониторинга наночастиц в атмосфере.

2. Изучение пространственно-временной изменчивости микродисперсной фракции аэрозоля

3. Адаптация оборудования в бортовой комплекс самолета лаборатории для измерения вертикального распределения концентрации наночастиц.

4. Исследование закономерности образования основных паров аэрозолеобразующих соединений (ПАОС) и разработка методологии расчета концентраций основных ПАОС.

5. Анализ процессов образования аэрозольных частиц в ходе преобразований типа «газ-частица» и роли различных механизмов в генерации частиц in situ в атмосфере.

Научная новизна работы

1. Впервые проведен круглогодичный мониторинг счетного распределения микродисперсного аэрозоля в приземном слое атмосферы континентального района Азии.

2. На основе данных измерений сделаны оценки скорости образования аэрозоля из газовой фазы и получены сведения о сезонном ходе счетной концентрации микродисперсного аэрозоля. Показано, что положение основной моды в спектре размеров микродисперсного аэрозоля зависит от относительной влажности воздуха.

3. Проведены многолетние измерения вертикального распределения микродисперсного аэрозоля над южной частью Западной Сибири, что позволило впервые в мировой практике сделать оценку скорости образования наночастиц в свободной тропосфере и изучить сезонный ход концентрации микродисперсного аэрозоля на разных высотах в тропосфере.

4. На основе анализа предшественников аэрозоля показано, что z-образная структура вертикального профиля концентрации наночастиц обусловлена распределением водяного пара и термодинамических параметров атмосферы.

5. Разработана методология расчета концентрации одного из основных окислителей атмосферы ОН* и таких ПАОС как H2SO4, HNO3. В качестве входных параметров расчета используются данные прямых измерений солнечной УФ-Б радиации и концентраций малых газовых примесей атмосферы. Показано, что вклад тернарной нуклеации в общий баланс образующихся частиц из газовой фазы не превышает 50%. На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты анализа суточного хода концентрации наночастиц, показывающие, что процессы образования аэрозоля из газовой фазы инициируются солнечным излучением, в котором основную роль играет УФ излучение с длиной волны 305-310 нм.

2. Значения скоростей образования наночастиц в свободной тропосфере, полученные по данным о вертикальном распределении их концентрации. Вертикальное распределение концентрации наночастиц зависит от содержания водяного пара и термодинамических параметров воздуха.

3. Методология расчета концентрации предшественников аэрозоля таких как ОН*, H2S04 и HNO3, основанная на данных прямых измерений газов, метеорологических величин и УФ радиации и дающая результаты сравнимые с наблюдаемыми концентрациями наночастиц, что позволило оценить вклад тернарной нуклеации системы H2SO4-NH3-H2O в общий баланс образующихся из газовой фазы частиц, который не превышает 50%.

Научная и практическая значимость работы

Результаты работы значительно расширяют знания о поведении микродисперсного аэрозоля в атмосферных условиях и могут быть использованы:

- при построении климатических моделей атмосферы;

- при разработке и создании систем мониторинга окружающей среды;

- при построении радиационных моделей;

- в лекционных курсах по физике атмосферы и экологии.

Работа выполнялась в рамках плана научно-исследовательских работ Института оптики атмосферы СО РАН при поддержке программы СО РАН 24.3, программ Президиума РАН №16, ОНЗ РАН №9 и №11, грантов РФФИ 0405-64559, 04-05-65179, 06-05-79036.

Достоверность результатов обеспечивается большим объемом экспериментальных исследований, которые не противоречат современным знаниям и фундаментальным основам в области аэрозоля удовлетворительным согласием результатов с экспериментальными данными, полученными различными авторами.

Апробация результатов

Результаты диссертационной работы докладывались 14-й Международной конференции по нуклеации и атмосферному аэрозолю (г. Хельсинки, Финляндия, 1996), на II, VII, VIII, X, XII Заседаниях рабочей группы проекта «Аэрозоли Сибири» (Томск, 1995, 2000, 2001, 2003, 2005), на III, VII, IX, XI Международных симпозиумах «Оптика атмосферы и океана» (Томск, 1996, 2000, 2002, 2004), на 13-ом Международном Конгрессе «Аэрозоли в Медицине» (г. Интерлакен, Швейцария, 2001), на Международных Симпозиумах программы EUROTRAC (г. Гармиш-Партенкирхен, ФРГ, 1998, 2000, 2002), Международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли» (С.Петербург, 1999, 2001, 2006), I, II, Ш Международных школах «Физика окружающей среды» (Томск, 1998, 2000, 2002), Международной аэрозольной конференции посвященной памяти А. Г. Сутугина (Момква, 2000), на П Летнем коллоквиуме «Физика погоды и климата» (г. Триест, Италия, 2000), на Европейской аэрозольной конференции (г. Будапешт, Венгрия, 2004), на Международной конференции «Физика атмосферного аэрозоля» (Москва, 1999), XXI научной конференция стран СНГ «Дисперсные системы» (г. Одесса, Украина, 2004), Ш Международной конференции «Экологическая химия» (г. Кишинев, Молдова, 2005), Ассамблее Международной ассоциации метеорологических и атмосферных наук (г. Пекин, КНР, 2005). Основные результаты работы опубликованы в 42 печатных работах.

Личный вклад автора

Автор принимал непосредственное участие в организации и проведении всех измерений, которые стали основой данной работы. Самостоятельно провел обработку, систематизацию, обобщение и анализ данных измерений, предложил алгоритм расчета концентрации основных ПАОС.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, цитированной литературы из 132 наименований, что составляет 182 страницы, включая 49 рисунков и 16 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Аршинов, Михаил Юрьевич

Основные результаты работы можно обобщить следующим образом.

1. Исследована временная изменчивость характеристик микродисперсного аэрозоля континентального района умеренных широт Азии, удаленного от морских источников.

2. Микродисперсную фракцию аэрозоля по механизму ее образования следует разбить на три субфракции - аэрозоль нуклеационной моды, аэрозоль моды Айткена и переходную субфракцию.

3. Наиболее выраженной и долгоживущей из 3х выделенных субфракций является мода Айткена. Положение моды Айткена в значительной степени определяется относительной влажностью воздуха. Она присутствует в течение всех суток. Сделанные оценки скорости генерации и стока свидетельствуют о том, что процессы удаления этих частиц не настолько интенсивны, чтобы подавлять эту моду при отсутствии, или ослаблении, процесса генерации аэрозоля в темное время суток.

4. Колоколообразная форма суточного хода нуклеационной моды обусловлена фотохимическим и фотоиндуцированным образованием веществ предшественников аэрозоля. Причем фотохимические процессы, приводящие к формированию сульфатного и нитратного аэрозоля из газовой фазы, в приземном слое атмосферы инициируются главным образом УФ излучением в интервале длин волн 305-3 Юнм.

5. Сезонный ход концентрации микродисперсной фракции определяется балансом скоростей образования аэрозольных частиц нуклеационного диапазона размеров в течение года и динамикой высоты слоя перемешивания атмосферы при сбалансированности.

6. Впервые проведены многолетние измерения вертикального распределения микродисперсного аэрозоля над удаленным континентальным районом Азии. В ходе этих исследований были получены вертикальные профили двух типов. Первый тип удовлетворительно описывается эмпирической формулой Янике. Второй тип профилей проявил наличие z-образной структуры в распределении концентрации частиц нанометрового диапазона размеров с высотой;

7. В свободной тропосфере создаются благоприятные условия для нуклеационных процессов, приводящих к формированию z-образных профилей концентрации наночастиц. К одной из причин создания таких условий можно отнести термодинамические параметры верхней тропосферы, которые приводят к снижению пороговых значений концентрации паров аэрозолеобразующих соединений, необходимых для запуска процессов образования новых частиц. Слоистая структура профиля в свободной тропосфере в значительной степени определяется вертикальным распределением водяного пара.

8. Проведенный анализ данных о вертикальном распределении наночастиц позволил оценить скорость образования аэрозольных частиц in situ в свободной тропосфере. Максимальная скорость

3 2 3 1 образования новых частиц лежит в пределах 10-10" см с ;

9. Разработан алгоритм расчета основных газов предшественников аэрозоля с использованием данных измерений интенсивности УФ-Б радиации, метеорологической информации, концентраций озона и некоторых парниковых газов. Расчеты проведенные на основе этого алгоритма дали вполне достоверные результаты, сопоставимые с реальными значениями, наблюдаемыми в атмосфере. Соответственно, это позволяет использовать данный подход для более детального изучения непосредственно процессов нуклеации в атмосфере;

10. Вклад тернарной нуклеации в общий баланс образующихся частиц из газовой фазы не может превышать 50%;

В заключение работы автор хотел бы выразить свою благодарность и признательность всем своим коллегам, друзьям, и близким людям:

Михаилу Васильевичу Панченко за многолетнюю доброжелательную и полезную критику, инициирующую научный поиск; Александру Николаевичу Анкилову и Анатолию Максимовичу Бакланову за тот бесценный опыт, который в свое время они передали автору как создатели уникального прибора - диффузионного спектрометра аэрозолей, что позволило поддерживать его в работоспособном состоянии, что так необходимо при проведении длительных измерений, а также за их многолетнюю идейную поддержку и в высшей степени человечное отношение; Спиросу Пандису за крайне полезные лекции и дискуссии во время проведения II Летнего коллоквиума «Физика погоды и климата» в г. Триест (Италия); друзьям и коллегам из ИХКиГ СО РАН Александру Сергеевичу Козлову и Сергею Борисовичу Малышкину за полезные дискуссии в области техники и химии аэрозоля; своему коллеге по лаборатории Денису Валентиновичу Симоненкову за помощь при обсуждении проблем связанных с химическими процессами, не раз выводивших автора из тупика.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Аршинов, Михаил Юрьевич, 2006 год

1. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. - М.: Изд-во АН СССР, 1955 - 351 с.

2. Юнге X. Химический состав и радиоактивность атмосферы. М.: Изд-во «Мир», 1965.-425 с.

3. Seinfeld J.H. and Pandis S.N. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change. Wiley and Sons. New York, 1998 - 1327 p.

4. Ивлев JI.C., Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. JL: Изд-во ЛГУ,- 1982.-368 с.

5. Ивлев Л.С., Довгалюк Ю.А. Физика водных и других атмосферных аэрозолей. Л.: Изд-во ЛГУ, 1977,- 256с.

6. Землянов А.А., Мальцева Г.А., Погодаев В.А. Прозрачность оптического канала во влажных атмосферных дымках в условиях оптического пробоя // Оптика атмосферы и океана. -1989- Т.2, №6- С. 609-614

7. Кабанов, М.В., Панченко М.В. Рассеяние оптических волн дисперсными средами. Ч. III Атмосферный аэрозоль. Томск: Изд-во ТФ СО АН СССР, 1984.-189 с.

8. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Поздняков Д.В. Атмосферный аэрозоль. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.-224 с.

9. Pandis S. N. Atmospheric aerosols. Lecture Notes of the Summer Colloquium on the Physics of Weather and Climate. ICTP, Trieste, 2000.- 65 p.

10. Козлов A.C., Анкилов A.H., Бакланов A.M., Власенко А.Л., Еременко С.И., Малышкин С.Б. Исследование механических процессов образования субмикронного аэрозоля // Оптика атмосферы и океана. -2000- Т. 13, №67- С. 664-666

11. Емиленко А.С. Г.В. Розенберг и кинетическое моделирование атмосферного аэрозоля // Оптика атмосферы и аэрозоль. Москва, "Наука", -1986.- С. 19-29.

12. Фукс Н.А. Успехи механики аэрозолей. М., Изд-во АН СССР.-1961- 161с.

13. Фукс Н.А. Испарение и рост капель в газообразной среде. М.: Изд-во АН СССР, 1958.-90 с.

14. Фукс Н.А., Сутугин А.Г. Высокодисперсные аэрозоли. М.: Итоги науки. Физическая химия, 1969- 83 с.

15. Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация. Изд-во Металлургия. 1966187 с.

16. Райст П. Аэрозоли введение в теорию. - М.: Мир, 1987 - 279 с.

17. Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск: Наука, 1982 - 200 с.

18. Креков Г.М., Звенигородский С.Г. Оптическая модель средней атмосферы. Новосибирск: Наука, 1990 - 280 с.

19. Лушников А.А., Сутугин А.Г. Современное состояние тории гомогенной нуклеации// Успехи химии. 1976 - T.XLV, №3 - С. 385^1-15

20. Фукс Н.А., Сутугин А.Г. Монодисперсные аэрозоли. // Успехи химии. -1965,- Т. XXXIV, №2,- С.276-297

21. Розенберг Г.В. Возникновение и развитие атмосферного аэрозоля -кинетически обусловленные параметры// Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана". -1983 Том 19. №1. - С. 21-35.

22. Розенберг Г.В. Кинетическая модель обезвоженного тонко дисперсного аэрозоля тропосферы// Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана". -1983.-Том 19. №3.-С. 241-254.

23. Метревели Д.М., Горчаков Г.И., Ломадзе С.О., Розенберг Г.В. Изменчивость распределений частиц приземного аэрозоля по размерам// Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана". -1983.- Том 19. №8. С. 807-812.

24. Розенберг Г.В. Покровная фаза аэрозоля и ее роль в атмосфере// Изв. АН СССР "Физика атмосферы и океана". -1983.- Том 15. №10,- С. 1094-1098.

25. Петрянов И.В., Сутугин А.Г. История развития представлений о процессах образования конденсационных аэрозолей и их современное состояние// Коллоидный журнал. -1989.- Том 51, №3. С. 480-488

26. Pandis S.N., Wexler A.S., Seinfeld J.H. Dynamics of tropospheric aerosols // J. Phys. Chem. 1995. -V. 99. - P. 9646-9659.

27. Белан Б.Д., Гришин А.И., Матвиенко Г.Г., Самохвалов И.В. Пространственная изменчивость характеристик атмосферного аэрозоля. -Новосибирск: Наука, 1989. 152 с.

28. Смоляков Б.С., Павлюк Л.А., Куценогий К.П. и др. Сопоставление ионного состава атмосферных аэрозолей и мокрых выпадений на юге Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. -1997. Т. 10, №6. - С. 656-663

29. Панченко М.В., Терпугова С.А., Козлов B.C., Полькин В.В., Яушева Е.П. Годовой ход конденсационной активности субмикронного аэрозоля в приземном слое атмосферы Западной Сибири// Оптика атмосферы и океана. -2005. Т. 18, №8. - С. 678-683

30. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д., Ковалевский В.К., Толмачев Г.Н. Результаты климато-экологического мониторинга на TOR-станции. Ч.З. Атмосферный аэрозоль// Оптика атмосферы и океана. -1995. Т.8, №8. - С. 1185-1190

31. Куценогий К.П., Куценогий П.К. Мониторинг химического и дисперсного состава атмосферных аэрозолей Сибири // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. - Т.5, №5. - С. 457-471.

32. Куценогий К.П. Современные методы определения размера и концентрации атмосферных аэрозолей. Аналит. обзор №4393, М. - 1987. -79 с.

33. Мавлиев Р.А., Анкилов А.Н., Бакланов A.M. и др. Использование сетчатой диффузионной батареи для определения дисперсности аэрозоля // Коллоидный журнал. 1984. - Т. XLVI, №6. - С. 1136-1141.

34. Мавлиев Р.А., Анкилов А.Н. Методы обработки данных для сетчатой диффузионной батареи // Коллоидный журнал. 1985. - Т. XLVII, №3. - С. 523-530.

35. Еременко С.И. Диффузионная батарея при мониторинге атмосферы: методика оценки погрешности данных // Оптика атмосферы и океана. -2000. Т. 13, № 2. - С. 204-207.

36. Белан Б. Д., Ковалевский В.К., Щербатов А.И. Опыт измерения мелкодисперсной фракции аэрозоля с борта самолета-лаборатории с помощью диффузионной батареи// Оптика атмосферы и океана. -1992-Т5. № 10.-С. 1036-1040

37. Плауде Н.О., Зотов Е.И., Вычужанина М.В., Данелян Б.Г., Монахова Н.А. Результаты исследования характеристик атмосферного аэрозоля в Сирии// Метеорол. и гидрол. -2004.- №1- С. 25-33

38. Weickmann Н. Recent measurements of the vertical distribution of Aitken nuclei, artificial stimulation of rain// Proc. 1st Conf. Physics Clouds and Precipitation particles. H .Weickmann and W. Smith. Pergamon Press, New York, 1957.-81 p.

39. Chagnon C.W., Junge C.E. The vertical distribution of submicron particles in the stratosphere// J. Atmos. Sciences -1961.-VI8 №6. P. 746-752

40. Ungethum E. Measurements of the electric field in the free atmosphere during GQSY, 1964-1965//Report №3. Uppsala,-1966.-31 p.

41. Jaenicke R. Tropospheric aerosols, in Aerosol-Cloud-Climate Interactions, edited by P.V. Hobs. -Academic Press, San Diego, CA, 1993,- P. 1-31.

42. Kiehl J.T., and Rodhe H. Modeling geographical and seasonal forcing due to aerosols. In Aerosol Forcing of Climate, edited by RJ. Charlson and J. Heitzenberg. Wiley, New York. -1995.- P. 281-296.

43. Clarke A.D., Kapustin V.N., Eisele F.L., Weber R.J., and McMurry P.H. Particle production near marine clouds: Sulfuric acid and predictions from classical binary nucleation// Geophys. Res. Lett. -1999.- V.26. №16. P. 2425-2428.

44. Clarke A.D., Li Z. and Litchy M. Aerosol dynamics in the equatorial Pacific Marine Boundary layer: Microphysics, diurnal cycles and entrainment// Geophys. Res. Lett. -1996.- V.23. №7. -P. 733-736

45. Clarke A.D., Varner J.L. Eisele F.L., Mauldin R.L., Tanner D., and Litchy M. . Particle production in the remote marine atmosphere: Cloud outflow and subsidence during ACE1.// J. Geophys. Res. -1998.- V.103. №D13. -P. 1639716409

46. Weber R.J., McMurry P.H., Mauldin R.L, Tanner D, Eisele F.L., Clarke A.D., and Kapustin V.N. New particle formation in the remote troposphere: A comparison of observation at various sites// Geophys. Res. Lett. -1999 V.26. №3.-P. 307-310

47. Schroder F., Karcher В., Fiebig M. and Petzold A. Aerosol states in the free troposphere at northern midlatitudes// J. Geophys. Res. -2002 V.107. №D21-P. 8126-8133

48. Reischl, G.P., Majerowicz A., Ankilov A., Baklanov A.M., Eremenko S. and Mavliev R. Comparison of the Novosibirsk automated diffusion battery with the Vienna electro mobility spectrometer.// J. Aerosol Sci. -1991.-V. 22. N. 2. -P. 223-228.

49. Селезнева E.C. Атмосферные аэрозоли. JI.: Гидрометеоиздат,-1966.-174 с.

50. Белан Б.Д. Динамика слоя перемешивания по аэрозольным данным// Оптика атмосферы и океана. -1994- Том 7. № 8. С. 1045-1054

51. Arshinov M.Yu., Belan В.В., Sklyadneva Т.К. Study of Aerosol Nano-Particles and Their Interaction with Ozone// Proceedings of EUROTRAC Symposium 98. Sauthampton. WJT press. -1999.- V.l. -P. 495-500

52. Doyle G.J. Self-nucleation in the sulfuric acid-water system// J. Chem. Phys. -1961- N.35. P. 795-799

53. Heist R.H., Reiss H. Hydrates in supersaturated binary sulfuric acid-water vapor// J. Chem. Phys. -1974.-N.61. -P.573-581

54. Jaecker-Voirol A., and Mirabel P. Heteromolecular nucleation in the sulfuric acid-water system// Atmos. Environ. -1989.- V.23. No 9 -P. 2053-2057

55. Kulmala M., and Laaksonen A. Binary nucleation of water-sulfuric acid system: comparison of classical theories with different H2S04 saturation vapor pressures. // J. Chem. Phys. -1990,- N.93. P. 896-701

56. Wexler A.S., Lurmann F.W. and Seinfeld J.H. Modeling urban and regional aerosols-1. Model development// Atmos. Env. -1994- V.28 P. 531-546

57. Lee S.-H., Reeves J.M., Wilson J.C., Hunton D.E.,Viggiano A.A., Miller T.M., Ballenthin J.O., Lait L.R. Particle formation by ion nucleation in the upper troposphere and lower stratosphere// Science. -2003 V.301. - P.1886-1889

58. Carlslaw K.S., Harrison R.G., Kirkby J. Cosmic rays, clouds, and climate// Science. -2002.- V.298. P. 1732-1737

59. Arnold F., Viggiano A.A., Schlager H. Implications for trace gases and aerosols of large negative ion clusters in the stratosphere // Nature. -1982 V.297. - P. 371-376

60. Heitmann H., Arnold F. Composition measurements of tropospheric ions // Nature.-1983.- V.306.-P. 747-751

61. Donarummo J. Jr., Ram M., and Stolz M.R. Sun/dust correlations and volcanic interference// Geophys. Res. Lett. -2002.- V.29. №9. -P. 75.1-4

62. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Суточный ход концентрации микродисперсной фракции аэрозоля// Оптика атмосферы и океана. -2000. Том 13. № 11. -С. 983-990

63. Kulmala М., Vehkamaki Н., Petaja Т., Dal Maso М., Lauri A., Kerminen ММ., Birmili W., McMuryy Р.Н. Formation and growth rates of ultrafmeatmospheric particles: a review of observations// J. Aerosol Sci. -2004.- V.35. №2.-P. 143-176

64. Aalto P., Hameri K., Becker T. et al. Physical characterization of aerosol particles in boreal forests// Tellus. -2001- B. 53. P. 344-358

65. O'Dowd, C.D. Marine Algae, Aerosols & Clouds, and Climate Change. ECI. Lecture notes. -2002,- 48p.

66. Окабе X. Фотохимия малых молекул. М.: Мир, 1981 - 500с.

67. Дубцов С.Н., Дульцев Е.Н., Скубневская Г.И., Левыкин А.И., Сабельфельд К.К. Исследование процесса аэрозолеобразования при фотолизе S02-H20-воздух при пониженном давлении// Оптика атмосферы и океана. -2005-Том 18. №5-6.-С. 406-409

68. Исидоров В.А. Экологическая химия. С.Петербург: Химиздат, -2001 -304с.

69. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Прессман А .Я. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, -1983.-206 с.

70. Fernandez Diaz J.M., Rodriguez Brana M.A., Gonzalez-Pola C. High resolution in size semi-implicit method to study the evolution of an aerosol by coagulation.// J. Aerosol Sci. Abstracts of the European Aerosol Conference -2001.-V. 32. SI P. S707-708.

71. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. Давыдов Д.К., Ковалевский В.К., Плотников А.П., Покровский Е.В., Толмачев Т.Н. Автоматический пост для мониторинга малых газовых составляющих атмосферного воздуха.// Метеорология и гидрология. -1999 №3. -С. 110-118

72. Knutson Е.О. History of Diffusion Batteries in Aerosol Measurements// Aerosol Science and Technology. -1999.-31. P. 83-128.

73. Weber R.J., Marti J.J., McMurry P.H,. Measurements of new particle formation and ultrafme particle growth rates at a clean continental site. // J.Geophys. Res. -1997.-V. 102. №D4. -P. 4375-4385

74. Козлов A.C., Анкилов A.H., Бакланов A.M. и др., Экспериментальная оценка относительного вклада гомогенного механизма образования аэрозоля в Западной Сибири //Оптика атмосферы и океана. -1999 Т. 12. № 12.-С. 1098-1104

75. Dal Maso М., Kulmala М., Makela J., Pirjola L., Laaksonen A. Characterization of the aerosol nucleation events in Hyytiala// in Report Series in Aerosol Science. -2000. №47. - P. 23-32

76. Capaldo K., Kashibhatla P., and Pandis S. N. Is aerosol production within the remote marine boundary layer sufficient to maintain observed concentrations?// J. Geophys. Res. -1999-D104 -P. 3483-3500.

77. Napari I., Noppel M., Vehkamaki H., and Kulmala M. An improved model forternary nucleation of sulfuric acid-ammonia-water//J. Chem. Phys. -2002-V.l 16, №10.-P.4221-4227

78. Belan B.D., Simonenkov D.V., Tolmachev G.N. Ion and elemental composition of the atmospheric aerosol over West Siberia in 1997-2001// Proceedings of SPIE. -2002-№ 5026 -P.407-410.

79. Смоляков Б.С., Куценогий К.П., Осипова Л.П, Рапута В.Ф., Павлюк Л.А., Филимонова С.М. Проблема кислотных выпадений на Севере Западной Сибири: региональный и локальный аспекты // Оптика атмосферы и океана. -2000,- Т. 13. № 6-7. -С.612-617

80. Смоляков Б.С., Шинкоренко М.П. Сопоставление ионного состава атмосферных аэрозолей, отбиравшихся одновременно в разных точках Западной Сибири// Оптика атмосферы и океана. -2002 Т. 15. № 5-6. -С.441-445.

81. Jacobson M.Z. Turco R.P., Jensen E.J., and Toon O.B. Modeling coagulation among particles of different composition and size// Atmospheric Environment. -1994.-V28. №27. -P. 1327-1338.

82. Fernandez-Diaz,J.M. and Gonzalez-Pola Muniz,C. and Rodriguez Brana,M.A. and Arganza Garcia,B. and Garcia Nieto,P.J. A modified semi-implicit method to obtain the evolution of an aerosol by coagulation// Atmospheric Environment, -2000.- V34-P. 4301-4314

83. Tammet H., Kulmala M. Simulation tool for atmospheric aerosol nucleation bursts// J. Aerosol Sci. -2004.- V.36. №2. -P. 173-196

84. Vakeva M., Hameri K., Aalto P.P. Hygroscopic properties of nucleation and Aitken mode particles during nucleation bursts and in background air on the west coast of Ireland. // J. Geophys. Res. -2002-. V.107. №D19. 8104, doi: 10.1029/2000JD000176

85. Napari I., Kulmala M., Vehkamaki H. Ternary nucleation of inorganic acids,

86. Ammonia, and water/Я. Chem. Phys. -2002,- V.l 17, №18. P.8418-8425

87. Napari I. M., Noppel H. Vehkamaki, and Kulmala M. Parametrization of ternarynucleation rates for H2S04-NH3-H20 vapors// J. Geophys. Res. -2002-. V.107. D19 4381, doi:10.1029/2002ro002132

88. Kulmala M., Korhonen P., Napari I., Karlsson A., Berresheim H., O'Dowd C.D. Aerosol formation during PARFORCE: Ternary nucleation of H2S04, NH3, and

89. H20// J. Geophys. Res. -2002-. V.107. №D19. 8111, doi: 10.1029/2001JD000900

90. Raymond, Т. M. and Pandis, S. N.: Formation of cloud droplets by multicomponent organic particles, J. Geophys. Res., -2003 D108, 4469, doi: 10.1029/2003JD003503.

91. Clegg L.C., Brimblecombe, Wexler A.S. Thermodynamic Model of the System H+-NH4+-S042~-N03~-H20 at Tropospheric Temperatures// J. Phys. Chem. A.1998,- 102,-P. 2137-2154.

92. Swartz E., Shi Q., Davidivits P., Jayne J.T., Worsnop, Kolb C.E. Uptakeof Gas-Phase Ammonia. 2. Uptake by Sulfuric Acid Surfaces.// J. Phys. Chem. A.1999.-103,-P. 8824-8833.

93. Vehkamaki H., Kulmala M., Napari I., Lehtinen K.E.J, Timmreck C., Noppel

94. M., Laaksonen A. An improved parameterization for sulfuric acid-water nucleation rates for tropospheric and stratospheric conditions// J. Geophys. Res. -2002-. V.107. №D22. 8104, doi:10.1029/2002JD002184

95. Kramer L., Poschl U., Niessner R. Microstructural rearrangement of sodiumchloride condensation aerosol particles on interaction with water vapor// J. Aerosol Sci. -2000,-V.31. №6. P.673-685

96. Lee C.T., Hsu W.C. The measurement of liquid water mass associated with collected hygroscopic particles. // J. Aerosol Sci. -2000 V.31. №2. - P. 189197

97. Whitby, E., and McMurry P. Modal aerosol dynamics modeling, Aerosol Sci. Technol., -1997- 27 -P. 673-688.

98. Pilinis, С. and J. H. Seinfeld. Development and evaluation of an Eulerian photochemical gas-aerosol model// Atmos. Environment. -1988- V22, №9 P. 1895-2001

99. Fontan J., Servant J. L'A<srosol atmospherique// Journal de Physique. -1975 -Colloque C8, supplement au №12, Tome 36. P. 25-35.

100. Ferron G.A. The size of soluble aerosol particles as a function of the humidity of the air. Application to the human respiratory tract// J. Aerosol Sci. -1977.-V8, -P. 251-267

101. Baron P.A. and Willeke K. Aerosol Measurement. Wiley and Sons. New York. -2001.- 1131 p.

102. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М. Высшая Школа-1999.-528 с.

103. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. С.Петербург: Химиздат, 2001.-352 с.

104. Дзюба С. А., Тырышкин A.M., Пушкин С.Г. Корреляция между содержанием парамагнитных и неперамагнитных форм полициклических ароматических углеводородов в городских аэрозолях // ДАН. 1991. - Т. 321, № 1.-е. 127-131

105. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкости. -Л: Наука, 1975 592с. (третье одноименное переиздание книги 1945г.)

106. Зельдович Я. Б. К теории образования новой фазы, кавитация//ЖЭТФ. -1942.-Т. 12.-С. 525-538

107. Warneck D. Chemistry of the natural atmosphere // Int. Geoph. Series., Acad. Press.- 1998.-V.41.-P. 757

108. Tennekes H., and Lumley J.L. A first course in Turbulence. Cambridge, MA: MIT Press. 1972.-300 p.

109. Saffman P.G., Turner J.S. On the collision of drops in turbulent clouds// J. Fluid Mech., -1956-№1 P. 16-30

110. Brock J.R. On the theory of thermal forces acting on aerosol particles// J. Colloid Sci. -1962. -№17- P. 768-780

111. Waldman L., Schmitt K.H. Thermophoresis and diffusiophoresis of aerosols. In Aerosol Science, edited by C.N. Davies. -Academic press. New York. 1966137 p.

112. Kulmala M., Kerminen V.-M., Anttila Т., Laaksonen A., O'Dowd C.D. Organic aerosol formation via sulfate cluster activation// J. Geophys. Res. -2004-. V.109. D04205 doi: 10.1029/2003JD003961

113. Tang I.N. Phase transformation and growth of hygroscopic aerosols// In Aerosol Chemical Processes in the Environment, CRC Press LLC, Boca Raton. 2000-P.61-80

114. Tang I.N. and Munkelwitz H.R. Water activities, densities, and refractive indices of aqueous sulfates and sodium nitrate droplets of atmospheric importance// J. Geophys. Res. -1994. N99. P. 18801-18808

115. Chen J.-P. Theory of deliquescence and modified Kohler curves.// J. Atmos. Sci. N51.-1994-P. 3505-3516

116. Zelenyuk A.;Cai Y.; Chieffo L.; Imre D. High Precision Density Measurements of Single Particles: The Density of Metastable Phases// Aerosol Science and Technology. V. 39, N10.-2005.-P. 972-986

117. Анкилов A.H., Бакланов A.M., Козлов A.C. и др. Определение концентрации аэрозолеобразующих веществ в атмосфере // Оптика атмосферы и океана. Т. 13, № 6-7. - 2000. - С. 644-647.

118. Звягинцев A.M., Иванова Н.С., Крученицкий Г.М., Шалыгина И.Ю., Демин

119. B.И., Мокров Е. Содержание озона над территорией Российской Федерации во втором квартале 2004 г.// Метеорология и гидрология. -2004,-№8.-С. 119-124

120. Беляев С.П., Гончаров Н.В., Дубровин М.А. Исследование характеристик и модернизация счетчика аэрозольных частиц АЗ-5 // Труды ИЭМ. -1980-вып. 25(93), -С. 31-37.

121. Jaenicke R. The role of organic material in atmospheric aerosols.// Pageoph. -1978,-V. 116.-P. 283-292.

122. Raymond, Т. M. and Pandis, S. N.: Cloud activation of single component organic aerosol particles, J. Geophys. Res., -2002- D107, 4787, doi: 10.1029/2002JD002159

123. Панченко M.B., Терпугова C.A. Годовой ход содержания субмикронного аэрозоля в тропосфере над Западной Сибирью// Оптика атмосферы и океана. -1994.- Т.7, №8. С. 1033-1044

124. Горчаков Г.И., Емиленко А.С., Свириденков М.А., Сидоров В.Н. Исследование долгопериодной временной изменчивости концентрации субмикронного аэрозоля// Оптика атмосферы и океана. -1998 Т.11, №6.1. C.613-614

125. Stull, R. В., An Introduction to Boundary Layer Meteorology., Kluwer Academic Publishers, Norwell, Mass., -1988 P.688

126. Laaksonen, A., R. McGraw, and H. Vehkama'ki, Liquid-drop formalism and free-energy surfaces in binary homogeneous nucleation theory, J. Chem. Phys., 1999-N111 - P. 2019-2027

127. Ивлев JI.C., Довгалюк Ю.А. Физика атмосферных аэрозольных систем. -СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1999,- 258 с.