Collaborative Research: Exploring the Role of Organics in Atmospheric Contact Nucleation

合作研究:探索有机物在大气接触成核中的作用

基本信息

  • 批准号:
    1925191
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 43.36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-15 至 2025-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project is focused on the study of a mechanism for the formation of ice particles in mixed phase clouds in the atmosphere. This mechanism, called contact nucleation, occurs when an ice nucleating particle collides with the surface of a supercooled cloud droplet. The results of this research will improve the ability to model particles and clouds in the Earth's atmosphere.The research will test the following hypotheses: (1) Organic particles can act as contact nuclei to promote efflorescence of mixed organic-inorganic aqueous droplets, and the effectiveness of the organic will depend on composition of the aqueous phase; temperature and relative humidity; and composition, oxidation, viscosity, morphology, and size of the contact nuclei; and (2) Organic particles can act as contact nuclei to promote ice nucleation, and the effectiveness of the organic will depend on composition of the aqueous phase; temperature; and composition, oxidation, viscosity, morphology, and size of the contact nuclei. The experiments will be conducted using two complementary levitation techniques that allow freely-floating droplets to undergo single collisions with well-defined contact nuclei: a long working distance optical trap and a dual stage electrodynamic balance.These studies are expected to provide fundamental data on contact nucleation that currently are not available in the literature. This effort will lead to improved theoretical descriptions of heterogeneous nucleation and enable contact nucleation to be included in atmospheric models that predict the formation of ice particles in the atmosphere.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目的重点是研究大气中混合相云中冰粒的形成机制。 这种机制称为接触成核,当冰成核粒子与过冷云滴表面碰撞时就会发生。 这项研究的结果将提高模拟地球大气中颗粒和云的能力。该研究将检验以下假设:(1)有机颗粒可以充当接触核,促进有机-无机混合水滴的风化,并且有机物的有效性取决于水相的组成;温度和相对湿度;以及接触核的成分、氧化、粘度、形态和尺寸; (2)有机颗粒可以作为接触核来促进冰成核,并且有机颗粒的有效性将取决于水相的组成;温度;以及接触核的组成、氧化、粘度、形态和尺寸。实验将使用两种互补的悬浮技术进行,这些技术允许自由漂浮的液滴与明确定义的接触核进行单次碰撞:长工作距离光阱和双级电动天平。这些研究预计将提供接触的基本数据目前文献中还没有出现成核现象。这项工作将改进异质成核的理论描述,并使接触成核纳入预测大气中冰颗粒形成的大气模型中。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的评估进行评估,被认为值得支持。智力价值和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Probing Heterogeneous Efflorescence of Mars-Relevant Salts with an Optical Levitator
用光学悬浮器探测火星相关盐的异质风化
  • DOI:
    10.1021/acsearthspacechem.0c00161
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Ushijima, Shuichi B.;Gough, Raina V.;Tolbert, Margaret A.
  • 通讯作者:
    Tolbert, Margaret A.
Metal Oxide Particles as Atmospheric Nuclei: Exploring the Role of Metal Speciation in Heterogeneous Efflorescence and Ice Nucleation
作为大气核的金属氧化物颗粒:探索金属形态在异质风化和冰成核中的作用
  • DOI:
    10.1021/acsearthspacechem.2c00370
  • 发表时间:
    2023-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Schiffman, Zachary R.;Fernanders, Marium S.;Davis, Ryan D.;Tolbert, Margaret A.
  • 通讯作者:
    Tolbert, Margaret A.
Seeded Crystal Growth of Internally Mixed Organic–Inorganic Aerosols: Impact of Organic Phase State
内部混合有机-无机气溶胶的晶种生长:有机相状态的影响
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.1c04471
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ushijima, Shuichi B.;Huynh, Erik;Davis, Ryan D.;Tolbert, Margaret A.
  • 通讯作者:
    Tolbert, Margaret A.
Carbohydrate vitrification in aerosolized saliva is associated with the humidity-dependent infectious potential of airborne coronavirus
雾化唾液中的碳水化合物玻璃化与空气传播的冠状病毒的湿度依赖性感染潜力有关
  • DOI:
    10.1093/pnasnexus/pgac301
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nieto-Caballero M;Davis RD;Fuques E;Gomez OM;Huynh E;Handorean A;Ushijima S;Tolbert M;Hernandez M
  • 通讯作者:
    Hernandez M
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