عنوان پایان‌نامه
مطالعه ی تجربی نقش مواد سطح فعال بر تشکیل ابر گرم در آزمایشگاه
- رشته تحصیلی
- هواشناسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72238;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1196;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72238;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1196
- تاریخ دفاع
- ۲۶ خرداد ۱۳۹۴
- دانشجو
- حامد فهندژسعدی
- استاد راهنما
- عباسعلی علی اکبری بیدختی, مریم قرایلو
- چکیده
- مواد سطح فعال به دلیل تاثیر بر روی قطرک های ابر منجر به تغییراتی در خواص فیزیک ابر می شوند که در نتیجه موجب تاثیر گذاری بر سامانه آب و هوایی منطقه ای و جهانی می شود. در این مطالعه ی آزمایشگاهی، از 12 نمونه از مواد سطح فعال استفاده شده که اثرات این مواد در سه غلظت مختلف به همراه حالت پایه (بدون مواد سطح فعال) بر کدورت و مدت زمان ماندگاری ابر گرم با دوبار تکرار بررسی گردید. هواویزهای مواد سطح فعال با روش حباب در محلول تولید شد. تشکیل ابر گرم مصنوعی با استفاده از انبساط بیدررو انجام شد. چیدمان آزمایشگاهی شامل یک محفظه ی ابر، سامانه ی اندازهگیری کدورت و مدت زمان ماندگاری ابر ( لیزر و آشکار‌ساز) بود. همچنین دمای درون محفظه با یک دماسنج دقیق اندازه گیری شد. از میان 12 نمونه ماده سطح فعال، سه ماده که نتایج آزمایش های قبلی آن ها با نتایج تکرار مجدد آزمایش همخوانی خوبی داشت و تاثیر قابل توجهی بر کدورت و مدت زمان ماندگاری داشتند، انتخاب شدند و در پنج غلظت به همراه حالت پایه چهار بار مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج برای دو ماده گلیوکسال ترایمر دی هیدرات و اسید اُولئیک نشان می¬دهد که افزایش غلظت تاثیر چندانی بر کدورت و مدت زمان ماندگاری ابر ندارد. این امر به دلیل غیر حلال بودن این دو ماده در آّب و عدم تغییر در کشش سطحی است. بیشینه میزان کدورت و مدت زمان ماندگاری ابر برای استون، اتانول، اسید استیک، اولئات سدیم و اسید استئاریک در بیشینه غلظت اتفاق می¬افتد. زمانی که از پمپ هوا به منظور ایجاد هواویز در درون محفظه تشکیل ابر استفاده می-کنیم کاهش کشش سطحی ایجاد شده حاصل از مواد سطح فعال موجب می¬شود تا هواویزهای بیشتری در محفظه ایجاد شود و با عمل میعان بر روی آن¬ها میزان کدورت افزایش ¬یابد. همچنین کاهش کشش سطحی موجب کاهش شعاع بحرانی قطرک ابر و در نتیجه موجب افزایش مدت ماندگاری ابر می¬گردد. لازم به ذکر است که ارتباط مستقیمی بین بیشینه تغییر دما و بیشینه کدورت ایجاد شده به دلیل افزایش عمل میعان مشاهده شد.
- Abstract
- Atmospheric aerosols are very important in the Earth climate system due to their role in climate of the Earth, scatter sunlight and serve as cloud condensation nuclei (CCN). Aerosols contain a mix of organic and inorganic material, a sub-fraction of the organic material in atmospheric aerosols is surface active agent (surfactant). In this study, twelve different surfactants solute in water with three different concentrations and the base state (with distilled water only) with two repetitions. They used to create warm cloud by an adiabatic expansion Cloud opacity and cloud lifetime estimated by a laser and detector when laser signals are change and a Temperature sensor measures the temperature in the chamber. Cloud opacity and cloud lifetime estimated by a laser and detector when laser signals are change and a temperature sensor measures the temperature in the chamber. Among twelve materials we choose three of them (based on have good similarity between past and present test results and have good effect on opacity and lifetime cloud) and the same experiments were performed with five different concentrations and the base state with 4 repetitions. The results showed that with increasing Glyoxal-trimer-dihydrate and Oleic acid concentrations in water, the rate of lifetime and cloud opacity was not changed because they are not soluble in water, as a result they did not have any effect on surface tension of water. The maximum cloud opacity and lifetime for Acetone, Ethanol, Acetic acid, Sodium oleate and Stearic acid acquired in their maximum density. Surfactant materials help to reduce water surface tension force. When the air is pumped into the solution more aerosols are produced and they help to increase cloud opacity when the moisture condenses on them; Moreover the critical radius droplets are decreased and it causes to increase the cloud lifetime. We find that the maximum cloud lifetimes occur for Propanol 2 and Ammonium sulfate at 75 and 25 ppm respectively. There is also a good significant correlation between the cloud opacity with the maximum temperature change.
