水滴冻结实验测量降水物中的冻结核含量

文中介绍了一套新研制的均匀水滴冻结实验装置 ,实验水滴与周围环境同步冷却 ,其温度梯度很小 ,可控制降温速率 ,并能自动记录冻结事件 ,从而提高了实验的精度。用此装置对北京地区 1995年底至 1998年出现的各类降水样品进行了实验 ,由水滴冻结温度谱推算了降水的冻结核浓度 温度谱 。

改进的人工增雨水滴冻结实验装置

介绍一个改进的水滴冻结实验装置,它由冷腔、冷腔温度控制、水滴冻结信号检测及记录、循环散热和冷环境箱等几部分构成。实验时,将被测水样分散为数十个均匀水滴,分布在涂有硅油的冷板上,温度控制系统使水滴温度线性降低。由于每个水滴中所含冰核引发水滴冻结的温度不同,群滴将会陆续发生冻结。利用水滴冻结释放的潜热和帕尔帖效应,在笔式记录仪上自动地连续给出水滴冻结事件的脉冲信号。对某种水样进行多次的冻结实验得到其水滴冻结温度谱,按Vali给出的方法可以推算该水样中冻结核含量。用该装置曾对北京地区各类降水做过冻滴实验,结果表明不同降水的冻结核浓度的温度谱有明显差异。如能对播云催化作业前后的雨水进行采样并在此装置中进行冻结核浓度的检测,有望为人工影响天气效果的检验提供一个新的物理判据。

一个检测水中冻结核含量的新装置

为了检测降水物中冻结核的相对浓度,在Vali均匀水滴冻结实验方法的基础上,研制了一种可自动检测冻结信号和处理实验数据的装置。其主体是由一组热电偶制冷的冷台,49个热敏元件等间隔地贴在冷台上,其中一个贴上小型的Pt100测温元件,另一个作为信号参考,其他47个热敏元件各滴上一个被测水滴。试验进行时冷台和水滴线性降温,降温率由818P4欧陆控温仪控制。每个水滴冻结时释放的潜热被热敏元件检测,经电路转换为电压信号,全部水滴冻结产生的一串等值信号由计算机实时跟踪监测。可得到水滴冻结的温度谱和时间谱。通过软件计算可方便地推导出水中所含冻结核的微分和积分浓度的温度谱。与以前的同类装置相比,提高了效率和检测精度。文中简要地介绍了该系统的结构、软件功能、试验程序,并给出了几种人工和自然水样的初步检测结果。这个装置对检测水中冻结核和播云催化剂研究都是有用的。人工冰核(如AgI)常用于人工增雨作业,如果对催化前后的降水样品取样检测它们的冻结核含量,可能发现其中的差别,有助于评估播云效果。

考虑滞后效应的过冷水滴撞击冻结过程模拟

为深入理解船舶上层建筑结构表面细观结冰现象及机理,建立了考虑过冷度和动态接触角影响的单个过冷水滴撞击冷壁面后冻结过程数值模型.该模型基于Fortran编程语言,采用焓-孔隙度相变方法和耦合流体体积法(VOF)与水平集法(level-set)的VOSET气液界面追踪方法,同时追踪了固-液和气-液两种界面,并实现了气-液-固三相的统一显示,模拟结果与相关实验结果一致.选用的Kistler动态接触角模型能够在较大接触线速度范围内(如-8~12 m/s)保持较高准确性.进一步探讨了水滴过冷度、表面接触角及初始速度对水滴撞击及冻结过程的影响,结果表明:表面接触角越小,过冷度越大,会导致水滴冻结速率增大,并且水滴最大铺展直径与初始速度成正比.

论假相当位温的数值计算(三)

从理论分析和实验计算两方面讨论了水滴冻结贡献系数的特性。结果表明,这些系数具有正贡献和负贡献两方面的特性,并且证明了产生这些特征的物理原因是冰面与水面之间的饱和水汽压差。此外,本文还讨论了水质物比热贡献系数的精确计算,研究了Simpson’s公式的不合理性和误差。发现M与P、T、Td之间对数线性相关性,用非线性回归方法建立了M的新经验方程。

新假相当位温对大气不稳定度的影响

本文利用华南实际探空资料计算了新假相当位温的时空分布,结果表明,水滴冻结潜热项在大气中存在零贡献高度,它对θ_se的净贡献,平均达3.2K,最大达3.9K,加上水质物比热的贡献,两项台计通常可达5.2K,最大达6.7K,两项热量都可增加大气中的不稳定性,增加大气的潜在对流深度,增加对流系统的净浮力,使穿透对流能够到达视高度,这种温度可用于对流和积云发展的业务应用和理论研究。

水的故事

污水流入下水道,河水汇入大海,那么雨后小水洼里的水到哪里去了?它呀,到天上去了。天晴了,太阳照着湿漉漉的地面,慢慢地,小水洼里的水被晒干了,变成了水蒸气。