Том 16, номер 05-06, статья № 12

Аннотация:

Рассмотрен новый тип фотофоретического движения атмосферных аэрозолей: фотофорез частиц в поле уходящего теплового излучения Земли ("тепловой" фотофорез). Показано, что частицы сажи (а также другие легкие и слаботеплопроводные частицы) в стратосфере демонстрируют высокую чувствительность к фотофоретическим эффектам. В частности, предсказываются левитация и даже вертикальный подъем против силы тяжести для частиц сажи размерами порядка 1 - 2 мкм в поле теплового излучения. В то же время "тепловой" фотофорез, по-видимому, не является значимым механизмом в поддержании устойчивости известных аэрозольных слоев в стратосфере и мезосфере.

Список литературы:

1. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 352 с.
2. Orr C., Keng E.Y.H. Photophoretic effects in the stratosphere // J. Atmos. Sci. 1964. V. 21. № 9. P. 475-478.
3. Hidy G.M., Brock J.R. Photophoresis and the descent of particles into the lower stratosphere // J. Geophys. Res. 1967. V. 72. № 2. P. 455-460.
4. Rosen M.H., Orr C. The photophoretic force // J. Colloid Sci. 1964. V. 19. № 1. P. 50-60.
5. Кейдл Р. Твердые частицы в атмосфере и в космосе. М.: Мир, 1969. 285 с.
6. Kerker M., Cooke D.D. Photophoretic force on aerosol particles in the free-molecule regime // J. Opt. Soc. Amer. 1982. V. 72. № 9. P. 1267-1272.
7. Tehranian S., Giovane F., Blum J., Xu Y.-L., Gustafson B.A.S. Photophoresis of micrometer-sized particles in the free-molecular regime // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2001. V. 44. P. 1649-1657.
8. Береснев С.А., Ковалев Ф.Д., Кочнева Л.Б., Рунков В.А., Суетин П.Е., Черемисин А.А. О возможности фотофоретической левитации частиц в стратосфере // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 1. C. 52-57.
9. Pueshel R.F., Verma S., Rohatschek H., Ferry G.V., Boiadjieva N., Howard S.D., Strawa A.W. Vertical transport of anthropogenic soot aerosol into the middle atmosphere // J. Geophys. Res. D. 2000. V. 105. № 3. P. 3727-3736.
10. Cheremisin A., Granitskii L., Myasnikov V., Vetchinkin N. Improved aerosol scattering in the upper atmosphere, according to data of ultraviolet observations from space, with instrumental smoothing taken into account // Proc. SPIE. 2000. V. 4341. P. 383-389.
11. Поповичева О.Б., Старик А.М., Фаворский О.Н. Проблемы влияния авиации на газовый и аэрозольный состав атмосферы // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2000. Т. 36. № 2. С. 163-176.
12. Turco R.P., Whitten R.C., Toon O.B. Stratospheric aerosols: observation and theory // Rev. Geophys. Space Phys. 1982. V. 20. № 2. P. 233-279.
13. Rietmeijer F.J.M. A model for tropical-extratropical transport of volcanic ash in the lower stratosphere // Geophys. Res. Lett. 1993. V. 20. P. 951-954.
14. Chernyak V., Beresnev S. Photophoresis of aerosol particles // J. Aerosol Sci. 1993. V. 24. № 7. P. 857-866.
15. Береснев С.А., Кочнева Л.Б., Суетин П.Е. Расчет и анализ микрофизических оптических характеристик атмосферного аэрозоля: модель однородных сферических частиц // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15. № 5-6. С. 522-529.
16. Береснев С.А., Кочнева Л.Б. Фактор асимметрии поглощения излучения и фотофорез аэрозолей // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 2. C. 134-141.
17. Arnold S., Lewittes M. Size dependence of the photophoretic force // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. № 7. P. 5314-5319.
18. Beresnev S.A., Chernyak V.G., Fomyagin G.A. Motion of a spherical particle in a rarefied gas. Part 2. Drag and thermal polarization // J. Fluid Mech. 1990. V. 219. P. 405-421.
19. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Термическое зондирование атмосферы со спутников. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 280 с.
20. Rothman L.S., Rinsland C.P., Goldman A., Massie S.T., Edwards D.P., Flaud J.-M., Perrin A., Camy-Peyret C., Dana V., Mandin J.-Y., Schroeder J., McCann A., Gamache R.R., Wattson R.B., Yoshido K., Chanee K.V., Jucks K.W., Brown L.R., Nemtchinov V., Varanasi P. The HITRAN molecular spectroscopic database and HAWKS (HITRAN Atmospheric Workstation): 1996 edition // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1998. V. 60. № 5. P. 665-710.
21. Report of the experts meeting on aerosols and their climatic effects / Ed. by A. Deepak and H.E. Gerber. Williamsburg (Virginia, USA), 28-30 March, 1983.
22. Clough S.A., Kneizys F.X., Davies R.W. Line shape and the water continuum // J. Atmos.Res. 1989. V. 23. P. 229-241.
23. Матвеев Л.Т. Теория общей циркуляции атмосферы и климата Земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 296 с.
24. Gribanov K.G., Zakharov V.I., Tashkun S.A., Tyuterev V.G. A new software tool for radiative transfer calculations and its application to IMG/ADEOS data // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 2001. V. 68. № 4. P. 435-451.
25. Anderson G.P., Clough S.A., Kneizys F.X., Chetwynd J.H., Shettle E.P. AFGL atmospheric constituent profiles (0-120 km) / Air Force Geophysics Laboratory (USA): AFGL-TR-0110, Environmental research paper № 954. 1986. 43 p.
26. Mackowski D.W. Photophoresis of aerosol particles in the free-molecular and slip-flow regimes // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1989. V. 32. № 5. P. 843-854.
27. Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнова Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред: Справочник. Л.: Химия, 1984. 216 с.
28. Ивлев Л.С., Андреев С.Д. Оптические свойства атмосферных аэрозолей. Л.: Изд-во ЛГУ, 1986. 360 с.
29. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
30. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент / Под ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. 512 с.
31. Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Поздняков Д.В. Атмосферный аэрозоль. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 224 с.
32. Pueshel R.F., Boering K.A., Verma S., Howard S.D., Ferry G.V., Goodman J., Allen D.A., Hamill P. Soot aerosol in the lower stratosphere: Pole-to-pole variability and contributions by aircraft // J. Geophys. Res. D. 1997. V. 102. P. 13,113-13,118.
33. Любовцева Ю.С. Морфология частиц и поглощение света атмосферным аэрозолем в коротковолновой области спектра // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2002. Т. 38. № 3. С. 366-375.
34. Chylek P., Leisins G.B., Videen G., Wong J.G.D., Pinnick R.G., Dat Ngo, Klett J.D. Black carbon and absorption of solar radiation by clouds // J. Geophys. Res. D. 1996. V. 101. № 18. P. 23,365-23,371.