介紹的霧滴譜儀是由美國Droplet Measurement Techno logies公司生產的FM-100型霧滴光譜探測儀。該儀器根據Mie散射原理，通過霧滴產生的散射光強度的大小，對霧滴粒子進行分檔計數，採樣範圍為2～50 μm，得到每檔粒子的數密度、平均直徑、液態水含量等數據。該儀器為適用於地基或塔基的雲粒子分光光度計，通過一個外接泵抽取樣氣和一個內置皮托管測量環境參量，如樣氣靜壓、環境溫度、壓差來確定空氣密度計算氣流速度。
基本介紹
- 中文名：霧滴譜儀
- 外文名：Fog drop spectrometer
- 原理：Mie散射原理
- 採樣範圍：2～50 μm
- 適用性：地基或塔基的雲粒子分光光度計
- 特點：散射強度比瑞利散射大得多等
簡介,原理,特點,套用,
簡介
介紹的霧滴譜儀是由美國Droplet Measurement Techno logies公司生產的FM-100型霧滴光譜探測儀。該儀器根據Mie散射原理，通過霧滴產生的散射光強度的大小，對霧滴粒子進行分檔計數，採樣範圍為2～50 μm，得到每檔粒子的數密度、平均直徑、液態水含量等數據。該儀器為適用於地基或塔基的雲粒子分光光度計，通過一個外接泵抽取樣氣和一個內置皮托管測量環境參量，如樣氣靜壓、環境溫度、壓差來確定空氣密度計算氣流速度。
原理
當球形粒子的尺度與波長可比擬時，必須考慮散射粒子體內電荷的三維分布。此散射情況下，散射粒子應考慮為由許多聚集在一起的複雜分子構成，它們在人射電磁場的作用下，形成振盪的多極子，多極子輻射的電磁波相疊加，就構成散射波。又因為粒子尺度可與波長相比擬，所以入射波的相位在粒子上是不均勻的，造成了各子波在空間和時間上的相位差。在子波組合產生散射波的地方，將出現相位差造成的干涉。這些干涉取決於人射光的波長、粒子的大小、折射率及散射角。當粒子增大時，造成散射強度變化的干涉也增大。因此，散射光強與這些參數的關係，不像瑞利散射那樣簡單，而用複雜的級數表達。這個關係首先由德國科學家G.Mie得出，故稱這類散射為米散射。
特點
它具有如下特點：一、散射強度比瑞利散射大得多，散射強度隨波長的變化不如瑞利散射那樣劇烈隨著尺度參數增大，散射的總能景很快增加，並最後以振動的形式趨於一定值。二、散射光強隨角度變化出現許多極大值和極小值，當尺度參數增大時，極值的個數也增加。三、當尺度參數增大時，前向散射與後向散射之比增大，使粒子前半球散射增大。當尺度參數很小時，米散射結果可以簡化為瑞利散射當尺度參數很大時，它的結果又與幾何光學結果一致而在尺度參數比較適中的範圍內，只有用米散射才能得到唯一正確的結果。所以米散射計算模式能廣泛地描述任何尺度參數均勻球狀粒子的散射特點。
套用
國外對霧滴譜的研究比較早，El-dridge(1961)通過霧的觀測，分析了霧滴譜分布、含水量以及能見度的變化特徵，Pilie等(1975)在美國紐約附近的埃爾邁拉山谷對山谷霧進行了包括溫度、露點溫度、氣壓、風速、風向、輻射、能見度以及霧滴譜分布、含水量、數密度和凝結核的外場綜合觀測。Meyer等(1980)在·一次輻射濃霧中發現，直徑大於1μm的霾粒子有很強的轉化成霧滴的能力；在霧的生命周期中，直徑在0.3～1.0 μm的霾粒子亞微粒的數濃度維持恆定的量當能見距離從2.1 km下降到1.4 km時，兩者的譜分布在5 min間隔里有很大的變化，並認為這種變化主要是氣溶膠轉化成霧滴的緣故在雰最濃的時候，霧滴譜出現多峰分布近些年來，也有許多學者(Wendisch等1998,Podzimek 1997)對霧滴譜進行了觀測和分析。
