ปรากฏการณ์ ทวอมีย์ ( Twomey effect ) อธิบายว่าอนุภาคควบแน่นของเมฆ (CCN) ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเกิดจากมลพิษที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ อาจเพิ่มปริมาณรังสีแสงอาทิตย์ที่สะท้อนโดยเมฆได้นี่เป็นผลกระทบทางอ้อม (หรือแรงผลักดันทางรังสี ) จากอนุภาคเหล่านี้ ซึ่งแตกต่างจากผลกระทบโดยตรง (แรงผลักดัน) ที่เกิดจาก การกระเจิง หรือการดูดซับรังสี ที่เพิ่มขึ้นโดยอนุภาคเหล่านี้ที่ไม่ได้อยู่ในเมฆ

โดยปกติแล้วหยดน้ำในเมฆจะก่อตัวขึ้นบน อนุภาค ละอองลอยซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางการควบแน่นของเมฆ (CCN) การเพิ่มความหนาแน่นของจำนวน CCN สามารถนำไปสู่การก่อตัวของหยดน้ำในเมฆมากขึ้นและมีขนาดเล็กลงได้

การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของจำนวนเมฆจะเพิ่มความลึกเชิงแสงของเมฆ ซึ่งส่งผลให้ค่าอัลเบโดของเมฆ เพิ่มขึ้น ทำให้เมฆดูขาวขึ้นภาพถ่ายดาวเทียมมักแสดงให้เห็นร่องรอยของเมฆ หรือความสว่างของเมฆที่เพิ่มขึ้น ด้านหลังเรือเดินทะเลเนื่องจากผลกระทบนี้ การลดลงของการดูดซับรังสีแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ยทั่วโลกเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ CCN ส่งผลให้สภาพภูมิอากาศเย็นลง ขนาดเฉลี่ยทั่วโลกของผลกระทบนี้ในช่วงยุคอุตสาหกรรมนั้นคาดการณ์ไว้ระหว่าง −0.3 ถึง −1.8 W ^{/ m² [ 1} ]

สมมติว่ามีเมฆที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งแผ่ขยายออกไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุดในระนาบแนวนอน และสมมติว่าการกระจายขนาดอนุภาคมีจุดสูงสุดอยู่ใกล้ค่าเฉลี่ยของ ${\displaystyle {\bar {r}}}$

สูตรสำหรับความหนาแน่นเชิงแสงของเมฆคือ

${\displaystyle \tau =2\pi \;\!h{\bar {r}}^{2}N}$

โดยที่σ คือความหนาแน่นเชิงแสง ρ คือความหนาของเมฆ λ คือขนาดอนุภาคเฉลี่ย และ ρ คือความหนาแน่นเชิงจำนวนของหยดน้ำในเมฆ ${\displaystyle \tau }$${\displaystyle h}$${\displaystyle {\bar {r}}}$${\displaystyle N}$

สูตรสำหรับปริมาณน้ำในสถานะของเหลวในเมฆคือ

${\displaystyle LWC={\frac {4}{3}}\pi {\bar {r}}^{3}\rho _{L}N}$

ความหนาแน่นของน้ำอยู่ ที่เท่าไร ?${\displaystyle \rho _{L}}$

เมื่อพิจารณาตามสมมติฐานของเรา เราสามารถรวมสมการสองสมการก่อนหน้านี้เข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ดังนี้

${\displaystyle \tau ={\frac {3}{2}}{\frac {h\,LWC}{\rho _{L}{\bar {r}}}}}$

เพื่อหาผลของการเปลี่ยนแปลงในขณะที่คงค่าและไว้คงที่ จากสมการสุดท้ายเราสามารถเขียนได้ ว่า ${\displaystyle N}$${\displaystyle h}$${\displaystyle \rho _{L}}$${\displaystyle LWC}$

${\displaystyle \tau \propto {\frac {1}{\bar {r}}}}$

และจากสมการสำหรับเราสามารถเขียนได้ว่า ${\displaystyle LWC}$

${\displaystyle {\bar {r}}^{3}\propto {\frac {1}{N}}}$

ดังนั้น

${\displaystyle \tau \propto N^{1/3}}$

นี่คือการอธิบายปรากฏการณ์ทวอมีย์ในเชิงคณิตศาสตร์ กล่าวคือ สำหรับปริมาณน้ำเหลวคงที่การเพิ่มความหนาแน่นของหยดน้ำในเมฆจะทำให้ความลึกเชิงแสงของเมฆเพิ่มขึ้น ${\displaystyle LWC}$${\displaystyle N}$

• ผลกระทบของอัลเบรชต์
• ซัลเฟต
• ละอองลอยและเขม่า
• ร่องรอยไอควบแน่น