Physiko-chemische Vorgänge bei der Kondensation von Wasserdampf in der freien Atmosphäre

Zusammenfassung

Ausgehend von der Erkenntnis, dass bei endlicher Temperatur allein durch elastischen Zusammenstoss von Wasserdampfmolekülen in der freien Atmosphäre keine Kondensation stattfinden kann, werden diejenigen zwischenmolekularen Kräfte besprochen, die nach der heutigen Kenntnis als die entscheidenden Faktoren für die Entstehung oder das Wachstum von Kondensationskernen angeommen werden müssen. — Die Kerne werden nach der physikochemischen Natur der die Kernbildung verursachenden Substanzen bzw. nach der Kernbeständigkeit in Dauer-, Initial- und Mischkerne unterteilt. Die Mischkerne entstehen durch Koagulation der beiden anderen Arten, wobei die Initialkerne die Hauptwassermenge zuführen. Infolge des Dominierens der Mischkerne können die Initialkerne mit optischen Verfahren oder Konimeter praktisch nur selten erfasst werden, sodass ihi Studium vermittels chemischer Vergleichsuntersuchungen durchgeführt werden muss. — Es wird darauf hingewiesen, dass die chemischen Kernstoffe im Hochgebirge qualitativ die gleichen sind wie in der Luft über den Ebenen, dass aber eine wesentliche quantitative Verschiebung der chemischen Kernbildner mit zunehmender Höhe eintritt. Das Aerosol im Hochgebirge ist infolgedessen kein «verdünntes» Aerosol der Niederungen, sondern eine Kernmischung mit einem chemisch andersartigen Charakter.

Summary

When starting from the knowledge that at finite temperatures only by elastic impact forces of water-vapour-molecules in the free atmosphere a condensation cannot take place, those intermolecular forces are discussed which according to the to-day-knowledge must be taken for the final component parts for the formation or increase of condensation nuclei. — The nuclei are subdivided according to the physico-chemical nature of the substances, respectively according to the persistance of the nuclei by which the formation of the nuclei is caused into duration-, initial- and mixed nuclei. The mixed nuclei result from the coagulation of the two other kinds in the couise of which the initial nuclei supply the chief water quantity. On account of the predominance of the mixed nuclei the initial nuclei can be seized pratically seldom by optical methods or conimetre, so that the study of them must be carried out by chemical comparison methods. — It must be pointed to the fact that the chemical nuclei substances in the high mountains are in quality the same as in the air over the plain, but that a remarkable displacement in quantity of the chemical components of nuclei takes place with increasing height. Consequently the aerosol in the high-mountains is not a rarefied aerosol of the plains, but a composition of nuclei with a chemical different character.

Résumé

La condensation ne peut se produire, dans l'atmosphère libre et aux températures finies, par le seul choc élastique des molécules de vapeur d'eau. Il est ainsi nécessaire d'admettre, selon les données actuelles, des forces intermoléculaires agissant comme facteurs déterminants dans la formation et la croissance des noyaux de condensation. Ces noyaux se répartissent en trois catégories: noyaux permanents, initiaux et mixtes. Cette répartition est basée sur la nature physico-chimique des substancs dont se composent les noyaux ou selon la stabilité de ces derniers. Les noyaux mixtes naissent de la coagulation d'unités des deux autres catégopries. Les noyaux initiaux apportent à la nouvelle composition la plus grande partie de l'eau. Comme les noyaux mixtes dominent, il est rare dans la pratique de pouvoir déterminer les noyaux initiaux par voie optique ou conimétrique. On devra donc les étudier par le moyen de recherches comparatives. L'auteur remarque que les substances chimiques dont sont composés les noyaux sont qualitativement les mêmes en haute montagne qu'en plaine. Un décalage quantitatif de ces composants chimiques intervient cependant en fonction de l'altitude. On ne rencontre par conséquent pas en montagne un aérosol de plaine diffus, mais au contraire un mélange de noyaux ayant une composition chimique différente.