Процесс рождения облака под микроскопом

Американские физики сумели снять процесс нуклеации кристалла льда в воздухе. Именно с этого начинается формирование перистых облаков, состоящих из таких же ледяных кристаллов. 

В статье, опубликованной журналом Physical Chemistry Chemical Physics, физики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории сообщают об исследовании, проведенном с помощью средового сканирующего электронного микроскопа (ESEM), который способен работать с объектами в газовой фазе.
 
В камере ESEM создавались условия, точно подходящие для того, чтобы здесь происходили процессы, ведущие к появлению облаков того или иного типа. В частности, для перистых облаков, которые состоят из ледяных кристаллов, водный пар пришлось насытить твердыми минеральными микрочастицами, способными служить центрами нуклеации – зарождения кристаллов льда.
 
Авторы использовали частицы каолинита размерами 2–3 мкм. Однако в естественных условиях эту роль выполняют поднятые высоко частицы сажи, пылинки, микробы, вулканический пепел – почти все, что поднимается воздухом на нужную высоту. Кроме того, температура, давление и влажность в эксперименте соответствовали показателям на 6 км выше уровня моря.
 
Ученые проследили, как при этих условиях водный пар конденсируется на поверхности микрочастиц и нарастает ледяным кристаллом размерами до 50 нм. Серию кадров, которые снимались с помощью ESEM каждые три секунды, авторы свели в единый таймлапс-ролик, на котором рождение облака показано в ускоренном режиме.