凝结核主要有两种:(1)可溶性核。这是一些可溶性盐类质点,如源自海洋和土壤的NaCl、MgCl2和MgSO4。燃煤过程产生的Na2SO4等都是性质活跃的凝结核。(2)不溶于水但表面能为水所湿润的凝结核,如CaCO3,但凝结时所需相对湿度都要超过100%,即要达到饱和条件才能凝结。
在纯净的大气中,水汽必须达到百分之几百的过饱和度,才能凝结成水滴。但有大气凝结核存在的条件下,水汽凝结所需的过饱和度显著降低。水汽在不同性质、不同尺度的凝结核上凝结所需的过饱和度,差别很大。一般说来,吸湿性核(在相对湿度小于100%的情况下,就能使水汽凝结的微粒)所需的过饱和度,比非吸湿性核小得多,而且凝结核的尺度越大,凝结所需的过饱和度越小。
(1)吸湿性凝结核,它具有很强的吸水能力,易溶于水。如海水溅沫进入空气的盐粒,工厂排出的二氧化硫和烟粒等,是很活跃的凝结核,一经吸收水分,能形成浓度很大的胚胎,然后以胚胎为中心而进行凝结。
(2)非吸湿性凝结核,虽不易或不溶于水,但易为水所润湿,如尘埃、岩石微粒、花粉等,它们可将水汽吸附在其表面上而形成小水滴。
物质由气态转化为液态或固态的凝结过程中,或由液态转化为固态的凝结过程中,起凝结核心作用的颗粒。粒径(半径)一般小于0.1μm。按成分的性质可分为三类。
(1)不溶于水,但表面能为水所湿润的核。主要是一些经风化后的矿物微粒,如碳酸钙等。这类核的凝结性能,决定于核的大小及吸附水分子的能力。
(2)可溶性核。是一些可溶性盐的微粒,如海洋和土壤中的氯化钠、氯化镁和硫酸镁等,燃烧产物如硫酸钠,大气中由化学反应生成的硫酸铵等。
(3)混合体。每个核同时含有可溶与不可溶的成分,如某种气体溶入云滴后,由化学反应生成可溶性盐类,随后水分蒸发,残留的盐类结晶附着于云滴中不可溶核上。
大气凝结核的尺度范围很宽,通常按尺度大小分为三类:
①爱根核,半径0.005~0.1(0.2)微米,需用爱根核计数器检测;
②大核,半径0.1(0.2)~1微米;
③巨核,半径大于1微米。[1]
云凝结核的主要来源有三种:
①燃烧时排放到空气中的各种无机盐烟尘;
②燃烧过程中或工业生产中排放的硫氧化物和氮氧化物气体,与大气中其他物质化合而成的可溶性微粒;