日本地球惑星科学連合2025年大会

講演情報

[J] 口頭発表

セッション記号 A (大気水圏科学) » A-AS 大気科学・気象学・大気環境

[A-AS11] 大気化学

2025年5月26日(月) 13:45 〜 15:15 展示場特設会場 (5) (幕張メッセ国際展示場 7・8ホール)

コンビーナ:江波 進一(国立大学法人筑波大学)、入江 仁士(千葉大学環境リモートセンシング研究センター)、石戸谷 重之(産業技術総合研究所)、中山 智喜(長崎大学 大学院水産・環境科学総合研究科)、座長:坂本 陽介(京都大学大学院地球環境学堂)

14:15 〜 14:30

[AAS11-20] 吸湿エアロゾル粒子におけるサイズ依存性表面張力を推定するシンプルな表面ーバルク分配モデル

*南川 陸登1、陳 文年2、玄 大雄3 (1.東北大学理学研究科化学専攻、2.香港中文大学環境・エネルギー・持続可能性研究所、3.中央大学理工学部応用化学科)


キーワード:エアロゾル、雲形成、表面張力

Atmospheric aerosols significantly affect climate by scattering solar radiation and acting as cloud condensation nuclei (CCN). According to Köhler theory, aerosol activation into cloud droplets or CCN activity is impacted by aerosol surface tension. However, predicting the surface tension of activating aerosol particles is complicated by the bulk depletion of surfactants, which is sensitive to droplet size. Here, we present a simple surface-bulk partitioning model based on the Langmuir adsorption isotherm, which is capable of predicting bulk depletion and the size-dependent surface tension of microscopic droplets. The present model is validated by comparing our predictions with reported surface tension measurements of microdroplets containing non-ionic surfactants and generally agrees with the droplet measurements. More importantly, the model can reproduce significant surface-tension increase or the size-dependent surface tension of ~5 – 20 µm droplets containing NaCl and sodium dodecyl sulfate (SDS) at a given SDS concentration. Predicted Köhler curves of equilibrium supersaturation versus droplet diameter reveal that the models assuming a constant surface tension of pure water (i.e., classical Köhler theory) or bulk solution containing surfactants may potentially underestimate or overestimate CCN activity, respectively, highlighting the essential role of size-dependent surface tension in accurately representing the effect of surface tension on aerosol-cloud interactions.