Modification de l'équation de Köhler pour inclure les gaz traces solubles et les substances légèrement solubles

Une reformulation généralisée de la théorie de Köhler pour inclure l'effet des gaz solubles et des substances aérosols légèrement solubles est présentée. Une seule équation est dérivée qui prend en compte 1) l'effet Kelvin ; 2) l'effet Raoult causé par des matériaux aérosols hautement solubles (sel) ; 3) l'augmentation du rayon de gouttelette en raison d'un cœur non dissous, insoluble ou légèrement soluble ; 4) la contribution du soluté dans la gouttelette par une substance légèrement soluble ; et 5) la contribution de matériel hygroscopique dans la gouttelette par un gaz trace soluble autorisé à se dépléter de la phase gazeuse en raison de la croissance condensatoire des gouttelettes (en supposant une distribution de taille monodisperse). Des calculs de modèle sont présentés pour un système dans lequel l'aérosol est composé d'un cœur de CaSO4 légèrement soluble recouvert de sulfate d'ammonium, et la phase gazeuse contient HNO3. Il est montré que les courbes d'équilibre résultantes permettent l'apparition de gouttelettes stables et non activées avec des rayons allant jusqu'à environ 10 μm dans des conditions ambiantes réalistes. Les courbes d'équilibre montrent dans certains cas des minima et maxima locaux, les raisons et les conséquences desquels sont discutées. Les résultats de cette étude suggèrent qu'une nouvelle définition pour "gouttelette activée" est nécessaire.