初级冰层形成是混合相云的一个重要过程,它对其寿命,辐射平衡以及气候产生影响,这在很大程度上取决于冰成核粒子(INPs)的可用性。这些云中的过冷液滴保持液态,直到浸入液滴或与液滴碰撞的INP达到其活化温度。只有少数气溶胶颗粒充当INPs,其冷冻效率也各不相同。因此,云中过冷水的比例取决于INP的特定性质和浓度。在高零下温度下,初级生物气溶胶粒子(PBAPs)被认为是非常有效的INP,但是它们非常低的大气浓度使得难以量化它们对云的影响。
在这里,我们使用区域大气模型COSMO-ART在一个覆盖欧洲的域的1周案例研究中模拟PBAP的异质冰成核。我们专注于三种高度冰成核活性的PBAP物种,Pseudomonas syringae细菌细胞和来自真菌Cladosporium sp。的孢子。和Mortierella alpina。参数化PBAP排放以代表大气中细菌和真菌孢子的全部。因此,仅假设部分模拟PBAP充当INP。冰成核参数化对于三种选定物种是特定的并且基于确定性方法。本研究中模拟的PBAP浓度在先前报告的其他模拟研究和大气测量结果的范围内。确定了两种PBAP INP浓度方案:温度限制和PBAP限制方案,其发生温度高于和低于最大浓度-10℃左右°C,分别。在控制和扰动模拟的集合中,生物INP对平均冰晶浓度的变化没有统计学意义,表明PBAP对云冰期的平均状态没有显着影响。但是,如果云顶温度低于-15°C,PBAP可以在没有其他INP的情况下影响云冰相并产生冰晶。然而,产生的冰晶的数量非常少,并且它对模拟的云滴数量以及云结构没有影响。