Los núcleos de condensación de nubes o CCN (también conocidos como semillas de nubes ) son partículas pequeñas, típicamente de 0,2 µm de tamaño , o 1/100 del tamaño de la gota de nube en la que se condensa .vapor de agua. El agua requiere una superficie que no sea gas para pasar de vapor a líquido; este proceso se llama condensación. En la atmósfera, esta superficie está formada por diminutas partículas sólidas o líquidas llamadas CCN. Cuando los CCN no están presentes, el vapor de agua se puede sobreenfriar a alrededor de -13 °C durante 5 a 6 horas antes de que se formen gotas espontáneamente (esta es la base de una cámara de niebla para detectar partículas subatómicas). Por encima del punto de congelación, el aire debe estar sobresaturado hasta aproximadamente un 400 % antes de que se formen gotas.
Una gota de lluvia típica tiene un diámetro de aproximadamente 2 mm, una gota de nube típica tiene un tamaño de aproximadamente 0,02 mm y un núcleo de condensación de nube típico (aerosol) tiene un diámetro de aproximadamente 0,0001 mm o 0,1 µm o más. El número de núcleos de condensación de nubes en el aire se puede medir y oscila entre 100 y 1000 por centímetro cúbico. La masa total de CCN introducida a la atmósfera se estima en 2x10 12 kg por año.
Hay muchos tipos diferentes de partículas atmosféricas que pueden actuar como CCN. Las partículas pueden consistir en polvo o arcilla, hollín o carbón negro de incendios de pastizales o bosques, sal marina del rocío de las olas del océano, hollín de chimeneas de fábricas o motores de combustión interna, sulfato de actividad volcánica, oxidación de dióxido de azufre o fitoplancton y materia orgánica secundaria. formado durante la oxidación de compuestos orgánicos volátiles. La capacidad de estos diferentes tipos de partículas para formar gotas de nube difiere según su tamaño y su composición exacta, ya que las propiedades higroscópicas de estos diversos componentes son muy diferentes. Por ejemplo, el sulfato y la sal marina absorben fácilmente el agua, mientras que el hollín, el carbón orgánico y las partículas minerales no lo hacen. Esto se complica aún más por el hecho de que muchas sustancias químicas se pueden mezclar dentro de las partículas (particularmente sulfato y carbono orgánico). Además, aunque algunas partículas (como el hollín y los minerales) no forman muy buenos CCN, sí actúan como núcleos de hielo en las partes más frías de la atmósfera.
La cantidad y el tipo de CCN pueden afectar la cantidad de precipitación, el tiempo de vida y las propiedades radiativas de las nubes, así como la cantidad y, por lo tanto, influir en el cambio climático; los detalles no están del todo claros, pero son objeto de investigación. También se especula que las fluctuaciones solares pueden influir en las propiedades de las nubes a través de los CCN y, por lo tanto, afectar el clima.
El aerosol de sulfato (SO 4 2- y gotas de ácido metanosulfónico) actúa como CCN. Estos aerosoles de sulfato se forman en parte a partir del sulfuro de dimetilo (DMS) producido por el fitoplancton en el océano abierto. Las grandes floraciones de algas en las aguas superficiales del océano ocurren en una amplia gama de latitudes y contribuyen significativamente a la atmósfera por DMS, actuando como núcleos. La idea de que un aumento en la temperatura global también aumentaría la actividad del fitoplancton y, por lo tanto, los números de CCN, se consideró como un posible fenómeno natural que contrarrestaría el cambio climático. Los científicos han observado crecimiento de fitoplancton en ciertas áreas, pero las razones de esto no están claras.