基本介紹
- 中文名：滴譜
- 外文名：drop-size distribution
- 解釋：雲霧中的雲霧滴的濃度值
- 學科：自然
- 適用：雲霧
- 拼音：di pu
特性,滴譜檢測,雷射降水現象滴譜檢測儀,相對離散度的方法,滴譜的套用,滴譜的影響,
特性
為研究南京霧的物理化學過程,2006～2007年冬季,在南京信息工程大學(原南京氣象學院)院內進行了霧的外場綜合觀測實驗,共獲得27次霧過程資料,其中有22次過程進行了全過程不間斷的霧滴譜和湍流觀測。根據霧滴譜分布特徵可以將輻射霧分為寬譜輻射霧(都為強濃霧,最大直徑大於40μm)和窄譜輻射霧(多為濃霧,最大直徑小於22μm)兩類。輻射霧由濃霧發展為強濃霧的過程中,都具有爆發性增強特徵,其本質就是霧滴譜爆發性拓寬,數密度和含水量驟然增大。詳細分析爆發性拓寬的巨觀條件和微物理過程。結果指出,霧滴譜爆發性拓寬是在降溫速率加大(即過飽和度加大)條件下出現的,濃霧階段地面的弱冷平流及日出後濕地表水分蒸發都易引起霧滴譜爆發性寬。霧滴譜拓寬初期,以核化、凝結過程為主,後期以碰並、凝結過程為主。霧滴譜的"拓寬"具有階梯式的特徵;當降溫速率很大,即過飽和度很大時,各檔霧滴數可不斷增多,譜寬可連續增大。湍流不僅對動量、熱量和水汽的垂直輸送起著重要作用,也是霧滴碰並增長過程不可缺少的條件。
滴譜檢測
雷射降水現象滴譜檢測儀
本實用新型涉及一種雷射降水現象滴譜檢測儀。該檢測儀由雷射發射部件、光電接收部件、U型支撐結構、數據採集處理器組成，雷射發射部件和光電接收部件分別安置在U型支撐結構的兩端，數據採集處理器與U型支撐結構底部固定連線，與雷射發射部件、光電接收部件通信連線。本實用新型具有測量降水信息豐富，儀器工作穩定可靠性強，儀器控制處理電路數位化程度高，功耗低，套用維護方便等優點。非接觸性測量，無機械磨損，U型結構及感測器防濺設計以及採用視窗玻璃加熱控制技術，滿足了設備的數據採集、低功耗和太陽能直流供電的需求，也降低了設備安裝成本及周邊設施的雷電防護風險。
相對離散度的方法
在雙參數雲微物理方案中,雲滴譜的相對離散度(ε)或者形狀參數(μ,ε2=1/μ+1)通常假定為常數或利用統計關係求得.觀測顯示常數假定和統計關係並不適合所有的實際情況.為此,我們根據云微物理學和伽馬函式的性質,得到求解雲滴平均半徑和雲滴譜形狀參數的方程.利用雲滴平均半徑、體積半徑和它們的比求解雲滴譜形狀參數方程,可以得到雲滴譜伽馬分布的形狀參數、相對離散度和雲滴的譜分布.這個方法得到的是解析解.我們進一步利用觀測的雲滴譜資料檢驗了雲滴譜形狀參數的方程,結果表明該方法是可行的.同時,把這個方法套用到WRF模式的雙參數雲微物理方案中,進一步檢驗這個方法的可行性.模式結果顯示新方法對降水的模擬有一定改善.說明該方法是可行的,可以套用到雙參數雲微物理方案中.
滴譜的套用
本文首先利用數值模擬的方法,分析了利用毫米波達功率譜密度反演雨滴譜時,降水粒子米散射效應、空氣湍流、空氣上升速度等對雨滴譜和液態水含量等參數反演的影響;建立了功率譜密度處理及其直接反演雨滴譜、液態水含量、降水強度和空氣上升速度的方法;並利用2012年7月在雲南騰衝觀測的二次弱降水數據,採用毫米波雷達和Ku波段微降水雷達觀測的回波強度、徑向速度垂直廓線以及780 m高度上的功率譜密度對比的方法,以及毫米波雲雷達觀測的780 m高度上功率譜密度、回波強度與地面雨滴譜計算得到的這些量的對比方法,分析了毫米波雷達數據的可靠性;並將780 m高度上毫米波雷達反演的雨滴譜與地面雨滴譜數據進行了對比,分析了毫米波雷達反演的雨滴譜的準確性;分析了毫米波雷達回波強度偏弱的原因,討論了該高度以下降水對毫米波雷達衰減的影響。結果表明:空氣湍流對弱降水微物理參數反演影響不大,而空氣上升速度和米散射效應均對反演結果有一定影響;毫米波雷達觀測到的徑向速度和功率譜密度與微降水雷達比較一致,回波強度的垂直廓線的形狀與微降水雷達也比較一致,但毫米波雷達觀測的回波強度偏弱;與雨滴譜計算值相比,毫米波雷達觀測的低層的回波強度也偏弱,天線上的積水是造成毫米波雷達回波強度變弱的主要原因。毫米波雷達觀測的低層的功率譜密度與地面雨滴譜觀測的數據形狀比較一致,但有一定的位移。毫米波雷達反演的雨滴譜與地面觀測的譜型和粒子大小也比較一致。這些結果初步驗證了毫米波雷達觀測的功率譜密度及其反演方法的可靠性。
滴譜的影響
發動機在工作時需要吸入大量的空氣,而海洋大氣中台有大量鹽分且以氣溶膠形式存在,因此海洋船舶的進氣往往有除鹽的要求,進氣量極大的燃氣輪機對進氣的除鹽要求更為嚴格。傳統的進氣濾清器主要包含兩部分,一為形狀複雜的曲折流道式慣性分離器,簡稱為慣性級;一為細金屬絲編織網層疊而成的網墊級。本文主要是介紹在常規氣水分離器基礎上加入用以提高其分離效率的旋風分離器結構(簡稱為旋風子)所帶來的阻力和分離效率特性的變化情況。利用數值模擬與實驗研究相結合的研究方法,為高性能的船用燃機進氣濾清器的設計製造提供可靠依據。本文主要進行以下三個方面的工作: 1.利用單相流動數值模擬旋風子流場阻力特性。給出模型的建立方法,控制方程的轉化形式以及邊界條件設定等,在幾何邊界形狀上嚴格反映物理真實性不做任何簡化,著重處理複雜邊界格線劃分問題。 2.旋風子效率特性數值模擬。加入顆粒相模擬真實環境中氣粒兩相流動,適當處理兩相流動中噴射面的選取及壁面邊界碰撞問題。
利用氣候基準站、雲凝結核計數器、霧滴譜儀和雨滴譜儀等觀測資料,分析威寧污染時期雲凝結核（CCN）對雨霧滴譜的影響.結果表明:觀測期間威寧CCN數濃度很高,S=0.2%、0.4%、0.6%和0.8%時的平均CCN濃度分別為2884、8003、10470、11685cm,與部分重污染城市相當;CCN有明顯的日變化特徵,分別在12:00、16:00和20:00齣現峰值,與居民生活排放、火電源排放、湍流交換和氣象條件等有關;利用N=CS式擬合威寧CCN活化譜,平均擬合參數C=14288cm,k=0.8,表明該地屬典型大陸型核譜;威寧冬季雲層薄、雲頂低的雲系特點提供了巨觀天氣背景,高濃度CCN是導致此次雨、霧過程弱,滴譜窄的重要微觀條件.
