雲凝結核

空氣相對濕度未達100%為未飽和，達100%為飽和，超過100%為過飽和，超過 100%的部分稱過飽和度。大氣中的凝結核，有的在未飽和時便可有水汽在其上凝結，有的卻要空氣為過飽和時才能使水汽在其上面凝結。我們把那些在過飽和度小於等於1%的條件下便能使水汽在其上凝結的大氣凝結核稱為雲凝結核。

按尺度大小可分為愛根核（半徑為0.005～0.1微米）、大核（半徑為0.1～1微米）和巨核（半徑大於1微米）三類。凝結核有兩種，一種是不可溶但能為水濕潤的粒子，如塵埃，可在其表面吸附水汽生成液滴胚胎）；另一種是可溶性鹽粒子，如硫酸鹽、硝酸鹽、氯化鈉等，其凝結核所需的過飽和度比第一種小得多，一般在相對濕度小於100%時就能起作用。由海浪飛沫乾涸生成的巨鹽核就能產生大雲滴，促使降雨形成。若空氣十分純凈無凝結核存在，則必須達到百分之百的過飽和，水汽才能凝結，而通常大氣的相對濕度很少超過101%，因此凝結核在成雲致雨過程中是必不可少的。

雲凝結核只佔氣溶膠質粒的很少一部分，大約在陸面空氣中，占氣溶膠總數的1%，在海洋空氣中占氣溶膠總數10%～20%，由於海洋空氣的氣溶膠質粒比大陸空氣的小1～2個量級，所以大陸空氣中的雲凝結核濃度比海洋空氣的稍多，但差別不到一個量級。雲凝結核濃度通常是隨高度而減小，中國內陸空氣近地層中的雲凝結核濃度為1000～10000個/立方米。

雲凝結核的來源包括灰塵火山、森林火災、海水濺沫、海洋生物排放的硫化物、人類活動排放的各種顆粒物等。其主要來源有三種：

①燃燒時排放到空氣中的各種無機鹽煙塵；

②燃燒過程中或工業生產中排放的硫氧化物和氮氧化物氣體，與大氣中其他物質化合而成的可溶性微粒；

③塵土和海水濺沫進入大氣的海鹽微粒。

大氣中有許多塵埃，氣溶膠顆粒都可以起到凝結核的作用，其中吸濕性的核，如鹽粒子等都很有效。凝結核越大，它形成最初的水滴也越大，以後的增長要求的過飽和度也越低。大氣中的凝結核數量為每立方米一百個至數千個。對雲滴形成最有利的核是半徑大於0.1微米的顆粒，一般大氣中其濃度為 100～1000 個/立方米，在大氣污染的地區，其濃度會很高，達到10個/立方米。

對純水汽的情形，只有過飽和度達到400%以上（即相對濕度500%以上），均質核化過程（即僅由單一物質分子自身結合成新相胚胎的過程）才能出現。因此最初的水滴需要依附在其他顆粒物上，而能起這種作用的顆粒物則被稱為凝結核。雲凝結核的濃度與水汽過飽和度有密切的關係，水汽過飽和度越大，雲凝結核的濃度也越大。這是因為過飽和度增大以後，在原來不能起凝結作用的某些微粒上，水汽也能凝結，這種現象稱為凝結核的活化。

雲凝結核是造雲致雨的大氣凝結核。一般說來，大氣中並不缺乏雲凝結核，只要水汽超過飽和狀態，就可以形成雲（霧）滴。因為雲凝結核的濃度，對形成的雲滴的大小和濃度有重要作用，所以它對雲中的微物理過程有重要影響。