科勒理论（Köhler theory）基于平衡热力学，描述了水蒸气冷凝并形成液体云滴的过程。它结合了描述由于曲面引起的饱和蒸气压变化的开尔文方程，以及结合了描述溶液蒸气压与其浓度关系的拉乌尔定律。科勒理论是云物理学领域的重要过程。它最初由乌普萨拉大学气象学教授Hilding Köhler于1936年发表。
科勒方程:
\ln \left ( \frac{p_{w}(D_{p})}{p^{0}} \right ) = \frac{4M_{w}\sigma_{w}}{RT\rho_{w}D_{p}} - \frac{6n_{s}M_{w}}{\pi\rho_{w}D_{p}^{3}}
其中p_w是液滴水蒸气压力，p^0是平坦表面上相应的饱和蒸气压，\sigma_w是液滴表面张力，\rho_w是纯水的密度，M_w是水的分子量，n_s是溶质的摩尔数，D_p是云滴直径。
科勒曲线
科勒曲线是科勒方程的图像描述。它显示了云滴在液滴直径范围内与环境（大气）平衡的过饱和度。曲线的确切形状取决于溶质的量和组成成分。溶质为氯化钠的科勒曲线是不同于溶质是硝酸钠或硫酸铵的。
直径和过饱和度是如何取决于溶质的量的。这里假设溶质是氯化钠的完美晶体。]]
右图显示了氯化钠的三个科勒曲线。对于溶解直径等于0.05微米的溶质的液滴，选取图中的点为湿润半径为0.1微米，过饱和度为0.35％,由于相对湿度超过100％，液滴会增大直到达到热力学平衡。但随着液滴的增长，它不会遇到平衡，因此可以无限制地增长。然而，如果过饱和度仅为0.3％，则液滴将仅增长直至约0.5微米。液滴能够无限制增长的过饱和度称为临界过饱和度。曲线峰值的直径称为临界直径。
参考
- Köhler, H., 1936. The nucleus in and the growth of hygroscopic droplets. Trans.Faraday Soc., 32, 1152–1161.
- Rogers, R. R., M. K. Yau, 1989. A Short Course in Cloud Physics, 3rd Ed. Pergamon Press. 293 pp.
- Young, K. C., 1993. Microphysical Processes in Clouds. Oxford Press. 427 pp.
- Wallace, J. M., P.V. Hobbs, 1977. Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic Press. 467 pp.
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