Sahara toz parçacıklarının buz çekirdekleme özelliklerinin incelenmesi - Fersiz, Necdet (My University, 2004)
SAHARA TOZ PARÇACIKLARININ BUZ ÇEKİRDEKLEME ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Yıllık ortalama olarak 60-200 milyon ton Sahara tozu atmosfere karışmaktadır. Avrupa ve Orta Doğu da kırmızı yağmurların gözlenmesi burada etkili bir toplama işleminin olduğunu gösterir. Sahara tozu üzerindeki çalışmaların çoğu tozların taşınma yolları ve ıslak veya kuru birikimi ile ilgilidir. Sülfat kaplamış çöl parçacıklarında olduğu gibi parçacıkların geçmişi onların çekirdeklenme karakteristiklerini etkileyebilir. Bununla birlikte Sahara tozunun çekirdeklenme ve diğer toplama işlemleri üzerindeki laboratuar çalışmaları oldukça sınırlıdır. Sahara tozlarının zengin mineral içeriğinden dolayı çalışmaların çoğu Sahara tozunun biyolojik yönünün çekirdekleme kabiliyeti üzerindeki etkileri üzerine değil tozların kimyasal yapısı üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada laboratuarda Sahara tozlarının çekirdeklenme özelliklerini araştırdık. Toz parçacıkları sıcaklık kontrolünün yapılmadığı soğuk çemberin içerisinde bir yüzeye yerleştirildi. Soğuk çemberin iç duvarları ile yüzey arasında sıcaklık farkı oluşturularak üstün doyum elde edildi. Bu yöntemle üç üstün doyum elde edildi. Buza göre % 10, 20, 30 ( ; sırasıyla su altı üstün doyum, su doyumu civarı ve su doyumu üzerine karşı gelmektedir. Parçacıklar bilgisayar bağlantılı mikroskop-kamera sistemiyle görüntülendi. Buz kristallerinin ilk olarak gözlemlendiği yüzey sıcaklığı belirlendi. Çekirdeklenmiş parçacık sayısı ayrıca kaydedildi. Çalışılan tüm üstün doyumlarda -12 oC altında doğal Sahara tozu parçacıkları etkin buz çekirdekleridir. 60Co ile muamele edilmiş parçacıklarda, su doyumu altındaki kritik sıcaklık dört derece daha düşüktür (Tc= -16 oC). Sonuçlar Sahara toz parçacıklarının buz çekirdekleme yeteneklerinde bakteriyel aktivitelerin zenginleştirici rol oynayabileceği göstermektedir. Temmuz, 2004Necdet Fersiz

ICE NUCLEATION PROPERTIES OF SAHARAN DUST PARTICLES An estimated amount of 60-200 million tons of Saharan dust is released into the atmosphere per year. Observation of red rain events in Europe and in the Middle East indicates very effective scavenging processes are taking place. Most of the research on Saharan dust has been devoted to transport pathways and estimation of the dry/ wet deposition fluxes. Fluxes are related to the removal rates. History of the particles may affect their nucleation characteristics as in the case of sulfate coated desert particles. However, laboratory studies on the nucleation and other scavenging processes of the Saharan dust are too limited. Furthermore, in spite of the nutrient characteristic of the minerals contained in Saharan dust most of the research was focused on the determination of the chemical composition and any biological process is not included on the ice nucleating ability. In this work, we investigated ice nucleation properties of the Saharan dust in the laboratory. Dust particles were placed on a temperature controlled substrate in a cold box. Supersaturation was obtained by maintaining temperature difference between the inner walls of the cold box and the substrate. Three sets of supersaturations were obtained this way: 10, 20 and 30% ( ± 1) with respect to ice, being underwater saturation, around water saturation and above water saturation respectively. Particles were monitored via a computer connected microscope-camera. Temperature of the substrate was determined with the first observation of the ice crystals. The number of nucleated particles were also recorded. In all supersaturations studied, at temperatures below -12°C natural Saharan dust particles were effective ice nuclei. In the case of irradiated particles, the critical temperature below water saturation was four degrees lower (Tc=-16°C). Results suggest that, bacterial activity may be playing a role in the enhancement of the ice nucleation ability of the Saharan dust particles. July ,2004 Necdet Fersiz
Keywords: Atmosfer Fiziği; Tozlar