Tiivistyminen ja haihtuminen
Höyryjen tiivistyminen pienhiukkasten pinnoille (tai vastaavasti niiden haihtuminen hiukkasista) on merkittävä ilman pienhiukkaspopulaatioita muokkaava prosessi. Tiivistymisen seurauksena hiukkasten keskimääräinen koko kasvaa, mikä puolestaan vaikuttaa esimerkiksi hiukkasten poistumiseen ilmakehästä depositiolla ja sekä niiden törmäyksiin muiden hiukkasten kanssa. Höyryjen tiivistyminen luonnollisesti vaikuttaa myös hiukkasten koostumukseen sekä täten esimerkiksi niiden terveysvaikutuksiin. Kaaviokuva tiivistymisestä on esitetty kuvassa 1.
Kuva 1. Kaaviokuva höyryn tiivistymisestä pienhiukkasen pinnalle ja haihtumisesta hiukkasesta takaisin kaasuuksi.
Tiivistyminen kasvattaa hiukkasten kokonaismassaa ja keskimääräistä kokoa, mutta ei muuta niiden lukumääräpitoisuutta, jos muut aerosolidynaamiset prosessit eivät ole merkittäviä.
Tarkasteltavien kaasujen pitoisuus ja lämpötila vaikuttavat siihen, mitkä höyryt voivat tiivistyä hiukkasten pinnalle. Tärkein höyryn tiivistymiskykyä kuvaava suure on sen kylläisen höyryn paine. Kylläisen höyryn paineella tarkoitetaan sitä painetta, jonka yläpuolella aine pyrkii tiivistymään nestemäiseen tai kiinteään olomuotoon; se siis kertoo mikä on suurin määrä höyryä, jonka ilma voi sisältää kyseisessä lämpötilassa ja paineessa. Mitä pienempi on aineen kylläisen höyryn paine, sitä helpommin aine tiivistyy ja päin vastoin. Kyllästyssuhde on höyryn osapaineen suhde kylläisen höyryn paineeseen - vedelle kyllästyssuhdetta sanotaan suhteelliseksi kosteudeksi (RH, Relative Humidity). Kylläisen höyryn paine kasvaa voimakkaasti lämpötilan noustessa: arkikokemuksenkin mukaan kylmissä lämpötiloissa aine pyrkii tiivistymään ja lämpimissä höyrystymään (esim. veden kiehuminen lämmitettäessä).
Kylläisen höyryn paineen lisäksi myös hiukkasten ominaisuudet, erityisesti koko ja koostumus, vaikuttavat höyryjen tiivistymiseen hiukkasten pinnalle. Ultrapienillä hiukkasilla myös pinnan kaarevuus tulee merkittäväksi: mitä pienempi hiukkanen ja kaarevampi pinta, sitä löyhemmin pinnan molekyylit ovat kiinnittyneet siihen ja sitä helpommin ne haihtuvat.
