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Heterogeneous nucleation of ice particles on glassy aerosols under cirrus conditions

Murray, B. und Wilson, T.W. und Dobbie, S. und Cui, Z. und Al-Jumur, S.M.R.K. und Möhler, O. und Schnaiter, M. und Wagner, R. und Benz, S. und Niemand, M. und Saathoff, H. und Ebert, V. und Wagner , S. und Kärcher, B. (2010) Heterogeneous nucleation of ice particles on glassy aerosols under cirrus conditions. Nature Geoscience, 3, . DOI: 10.1038/NGEO817.

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Offizielle URL: http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n4/abs/ngeo817.html

Kurzfassung

Ice clouds in the tropical tropopause layer play a key role in dehydrating air as it enters the stratosphere1, 2. However, in situ measurements show that water vapour within these clouds is unexpectedly supersaturated3, 4, 5; normally the growth of ice crystals rapidly quenches supersaturation3. The high in-cloud humidity may be related to the low number of ice crystals found in these clouds4, 6, but low ice number densities are inconsistent with standard models of cirrus cloud formation involving homogeneous freezing of liquid aerosols7. Aqueous aerosols rich in organic matter are ubiquitous in the atmosphere8, 9, and under cirrus conditions they are known to become glassy10, 11, that is, amorphous, non-crystalline solids. Here we report experiments in a cloud simulation chamber that demonstrate heterogeneous nucleation of ice on glassy solution droplets. Cirrus residues measured in situ showed ice nuclei rich in oxidized organic matter12, consistent with heterogeneous nucleation on glassy aerosols. In addition, using a one-dimensional cirrus model, we show that nucleation on glassy aerosols may explain low ice crystal numbers and high in-cloud humidity in the tropical tropopause layer. We propose that heterogeneous nucleation on glassy aerosols is an important mechanism for ice nucleation in the tropical tropopause layer.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Heterogeneous nucleation of ice particles on glassy aerosols under cirrus conditions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Murray, B.Uni Leeds, UK
Wilson, T.W.Uni Leeds, UK
Dobbie, S.Uni Leeds, UK
Cui, Z.Uni Leeds, UK
Al-Jumur, S.M.R.K.Uni Leeds, UK
Möhler, O.FZK-IMK
Schnaiter, M.FZK-IMK
Wagner, R.FZK-IMK
Benz, S.FZK-IMK
Niemand, M.FZK-IMK
Saathoff, H.FZK-IMK
Ebert, V.Uni Heidelberg
Wagner , S.Uni Heidelberg
Kärcher, B.DLR-IPA
Datum:21 März 2010
Erschienen in:Nature Geoscience
Referierte Publikation:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:3
DOI :10.1038/NGEO817
Seitenbereich:
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cirrus clouds, ice nucleation, tropical tropopause
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Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe
Hinterlegt von: Prof. Bernd Kärcher
Hinterlegt am:26 Mai 2011 13:57
Letzte Änderung:26 Feb 2013 15:05

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