Процесс слипания частиц замедляется (скорость слипания пропорциональна квадрату концентрации частиц). Примерно через полчаса частицы распределяются по размерам. В дальнейшем это состояние сохраняется почти неизменным.
В поднимающемся вверх нагретом воздухе (в термике) происходит еще один важный процесс. Это конденсация как водяного пара из захваченного окружающего воздуха, так и того водяного пара, который образовался в процессе горения. Образовавшиеся капли воды могут захватывать частицы сажи. Дальше эти черные сажевые капли воды выпадают в виде «черного дождя». Это наблюдалось после взрывов атомных бомб в Нагасаки, а также после бомбардировки и вызванных ею пожаров в Гамбурге. Конечно, указанная конденсация, ее скорость, будет зависеть от метеорологических условий и от интенсивности пожаров. «Черный дождь» может при определенных условиях быть очень обильным. В виде «черного дождя» может выпасть на поверхность Земли четверть всех дымовых частиц, которые были введены в атмосферу в результате пожаров. Считается, что в Нагасаки в виде «черного дождя» было выведено из атмосферы примерно 3 % дымовых частиц.
Образовавшиеся сажевые капли воды могут и не превратиться в дождь. Они до этого могут не дорасти. В дальнейшем вода может испариться, а частицы дыма, которые объединяла образовавшаяся капля воды, так и остаются в своем коллективе — большой частице сажи. В результате вместо большого количества мелких сажинок образуется одна увесистая частица сажи. Это тоже приходится учитывать специалистам, поскольку от этого зависят оптические свойства атмосферы, а значит и изменение климата. Таким образом, наличие водяных капель в дымовом облаке может изменить ситуации, поскольку мелкие дымовые частицы, садясь на капли будут объединяться. Правда, дождевых облаков в задымленной атмосфере значительно меньше, чем в чистой. Расчеты циркуляции атмосферного газа при образовании облаков, а также изменения теплового режима из-за поглощения солнечной энергии дымовыми частицами показали, что в задымленной атмосфере процесс образования облаков происходит быстрее. Ученые продолжают разрабатывать проблему преобразования и эволюции облака дыма от пожаров по мере его подъема над земной поверхностью.
Мы уже говорили и об оптических свойствах аэрозолевого облака, и о показателе преломления. Добавим только, что комплексный показатель преломления аэрозоля зависит от химического состава аэрозольных частиц. Напомним, что комплексный показатель преломления состоит из двух частей — действительной и мнимой. На самом деле ничего мнимого здесь нет. Просто первое число (действительная часть показателя) характеризует рассеивание солнечного (и не только) излучения на аэрозольных частицах. Второе число (мнимая часть показателя) характеризует, в какой степени солнечное излучение (его энергия) поглощается частицами аэрозоля. Наиболее надежно определить рассеивающие и поглощающие свойства частиц аэрозоля можно путем эксперимента, прямыми измерениями. Для простых частиц по форме и составу можно пытаться комплексный показатель преломления рассчитать. Но если частицы имеют сложное или многослойное строение, то это невозможно.
Надо иметь в виду, что ослабление солнечного излучения, которое падает сверху на аэрозольный слой, складывается не только из поглощения и рассеяния, которое рассеивает солнечные лучи обратно, вверх. Рассеивание может произойти под любым углом по отношению к первоначальному направлению луча падающего света. Значит, оно может быть направлено и вниз, под некоторым углом к вертикали.
Дым оказывает весьма малое влияние на тепловое излучение. Во всяком случае, слой дыма примерно в десять раз слабее влияет на потоки излучения в тепловом диапазоне, чем видимом участке спектра.
Для понимания процессов ослабления солнечного излучения, о которых здесь шла речь, приведем расчеты ученых. Расчеты эти выполнены для следующих условий. Масса облака дыма составляет 1509 Мт. |