مقایسة توان هسته‌زایی یخ توسط ذرات معدنی در اندازة شن با سیلت-رس و نقش پوشش‌های کربناته در دمای تشکیل یخ

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکدةکشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه ایران.

doi
10.22059/jne.2024.367175.2612
چکیده

ذرات گردوغبار معدنی نقش مهمی در تشکیل هسته­ های یخی و در نهایت میزان بارندگی به‌خصوص در عرض ­های میانی دارند. ازاین­ رو درک نقش هر یک از اجزای تشکیل­ دهندة گردوغبار و میزان مشارکت آن­ها در فعالیت هسته ­زایی یخ (INA) در ابرها از اهمیت ویژه ­ای برخوردار است. بنابراین اهداف تحقیق حاضر عبارت از 1- مقایسة INA در اندازة شن با بخش سیلت-رس و 2- تعیین نقش کربنات­ های موجود در خاک ­ها در دمای تشکیل ابر (Thet) و در درصد هسته­ زایی ناهمگن (Fhet) بودند. بدین‌منظور 16 نمونه خاک و گردغبار از اراضی حساس به فرسایش بادی که در نتیجه پسروی دریاچة ارومیه برجای مانده ­اند، تهیه شدند. ذرات شن از بخش سیلت-رس توسط الک 50 میکرومتر جداسازی شد. سپس در هر نمونه و هر اندازة ذرات، حذف کربنات ­ها و املاح محلول صورت گرفت و INA نمونه­ ها به روش انجماد غوطه‌وری تعیین شد. از طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) برای تعیین نوع کربنات­ ها در نمونه­ های طبیعی و تأیید حذف باندهای مربوطه در نمونه­ های فاقد کربنات­ ها استفاده شد. نتایج نشان داد که در اغلب نمونه ­ها، ذرات سیلت-رس، INA بالاتری نسبت به ذرات شن دارند. این امر می­ تواند ناشی از اندازة کوچکتر و سطح ویژة بالاتر آنها و در نتیجه وجود جایگاه ­های فعال بیشتر در هسته­ زایی یخ باشد. در نمونه­ های حذف کربنات، به استثنای نمونه با میزان کربنات و نمک اندک، پارامترهای Thet و Fhet افزایش داشتند. میانگین افزایش Thet و Fhet در بخش شن به‌ترتیب 7/0 درجة کلوین و 9 % و در بخش سیلت-رس 1 درجة کلوین و 15 % به‌دست آمد. بالاترین افزایش در Thet در هر دو اندازة ذرات، در نمونه­ های D4 و S5 با میزان کربنات معادل 43 % و کانی غالب آراگونیت و 41 %  و کانی غالب کلسیت مشاهده شد که نسبت به نمونة طبیعی، به‌ترتیب افزایشی معادل 2/5 و 3/3 درجة کلوین داشتند. با این حال بالاترین افزایش در Fhet، مربوط به نمونه­ های D1 تا D4 بود که نمونه ­های غنی از کانی آراگونیت بودند. بنابراین به‌نظر می­رسد فراوانی کانی آراگونیت در نمونه ­های مورد مطالعه، از عوامل مهم در کاهش INA توسط نمونه­ های گردوغبار حاصل از سطوح برجای مانده از پسروی دریاچة ارومیه باشد.