Tähän mennessä olemme käsitelleet pilvien muodostumisen makrofysikaalisia edellytyksiä. Koska jokainen pilvipisara muodostuu aerosolihiukkaselle, näitä hiukkasia käsitellään tässä luvussa. Aerosoli määritellään kiinteistä tai nestemäisistä hiukkasista koostuvaksi dispergoituneeksi järjestelmäksi, joka on suspendoitunut kantokaasuun, tässä tapauksessa ilmaan. Vaikka teknisesti termi ”aerosoli” sisältää sekä hiukkaset että kantokaasun, ilmakehätieteessä on tavallista käyttää termiä ”aerosolit” vain kiinteistä tai nestemäisistä hiukkasista ja jättää kantokaasu huomiotta.
Aerosolihiukkaset voidaan luokitella niiden kemiallisen koostumuksen ja fysikaalisten ominaisuuksien, kuten koon, muodon, tiheyden ja massan, mukaan, kuten luvussa 5.1 käsitellään. Koska aerosolihiukkasten koko vaihtelee muutamasta nanometristä useisiin mikrometreihin, on todettu hyödylliseksi kuvata niiden lukumäärää, pinta-alaa ja massapitoisuuksia kokoluokkien, niin sanottujen moodien, avulla log-normaalien kokojakaumien avulla (kohta 5.2). Aerosolihiukkaset voivat vapautua suoraan ilmakehään tai muodostua kaasun muuntuessa hiukkasiksi. Näitä mekanismeja ja tärkeimpien aerosolityyppien päästöjä käsitellään kohdassa 5.3. Aerosolihiukkasia poistetaan ilmakehästä kuiva- ja märkähuuhtelulla (kohta 5.4). Aerosolihiukkasten muodostumis- ja poistumisnopeuksien välinen ero määrittää niiden runsauden (taakan) ilmakehässä sekä niiden eliniän ilmakehässä. Niiden elinikä riippuu voimakkaasti niiden koosta, mutta myös ilmakehän korkeudesta (5.5 kohta). Luku päättyy yhteenvetoon tärkeimmistä aerosoliprosesseista luvussa 5.6.
Aerosolihiukkasten kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet
Hiukkastyypistä riippuen aerosoleilla on erilaisia ominaisuuksia, jotka määrittävät niiden roolin ilmakehän prosesseissa. Aerosolihiukkasia voidaan luonnehtia useiden perusominaisuuksien avulla; näihin kuuluvat kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet.
Kemialliset ominaisuudet
Aerosolihiukkasen kemiallinen luonnehdinta kemiallisten yhdisteiden tasolla olisi yleensä liian monimutkaista. Siinä missä kaasumaisista lähtöaineistaan nukleoitunut rikkihappohiukkanen voidaan kuvata yhdellä ainoalla kemiallisella kaavalla, mineraalipölyhiukkanen tai palamisessa syntynyt hiilipitoinen hiukkanen koostuu valtavasta määrästä erilaisia kemiallisia yhdisteitä.