Способ определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков
Изобретение относится к метеорологии, к способам определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измеряемый объем подсвечивают электромагнитным излучением, создают в нем скачкообразно изменяющееся электрическое поле, приводящее к деформации капель с последующей вибрацией, измеряют низкочастотный спектр рассеянного излучения, по которому определяют микроструктуру жидких капель. Способ позволяет исключить ошибки измерений, обусловленные турбулентностью и вертикальными потоками воздуха.
СС2ОЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичесних
РЕСПУБЛИК
„„ЯО„„1613988
А1 (51)5 G 01 Ъ7 1/24
ЯЦ 2 "> >
Tt " .."22 2 >"
i,!.. A
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ll0 изОБРетениям и ОтнРытияи
ПРИ ГННт СССР (21 ) 4375947/24-10 (22) 28.12.87 (46) 15.12.90. Бюл. 22 - 46 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) В ° В.Стерлядкин и В.В.Шлыков (53) 55!.508.77 (088.8) (56) Sanqren К.Ь; et al, А comparison оi techniqes to estimate virtical air motions and гаiпйгор size
d i s tr ibuti on. T, Atmo", . Oceanic Technol, 1984, vol ° ), рр, 152-165. (54 ) СПОСОБ OIIPEgEJIEHHH МИКРОСТРУКТУРЫ И2ДКОКАПЕЛЬНЬ Х ОБЛАКОВ, ТУМАНА
И ОСАДКОВ (57) Изобретение относится к метеоИзобретение относится к метеоро-. логии, в частности к способам определения микроструктуры жидкокапелыых облаков, тумана и осадков.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Поставленная цель достигается тем, что измеряемый объем подсвечивают электромагнитным излучением, создают в нем скачкообразно изменяющееся электрическое поле, приводящее к поляризации, деформации капель и последующей их вибрации, получают низкочастотный спектр интенсивности рассеянного излучения и по спектру определяют микроструктуру жидких капель 1
Под действием электрического поля напряженностью Е капли приобретает
Р форму элипсоида вращения. Деформацию.
2 ролагии, к способам определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков. Цель изобретения повышение точности измерений ° Измеряемый объем подсвечивают электромагнитным излучением, создают в нем скачкообразно изменяющееся электрическое поле, приводящее к деформации капель с последующей вибрацией, из-. меряют низкочастотньй спектр рассеянного излучения, по которому определяют микроструктуру жидких капель,, Способ позволяет исключить ошибки измерений, обусловленные турбулентностью и вертикальными потоками воздуха. капли М при f 2C (c 1 можно выразить
00 соотношением
2 ! ю А"Ео где = — — коэффициент формы капли, равный отношению полуоси вращения С, к полуоси а=1, 1I $ =f-1
А — коэффициент, определяемый относительной. диэлектрической проницаемостью жидкости Я и ее коэффициентом .пов ер хностно го натяжения 5
При объеме капли, равном 1, ее эквивалентный сфер .ческий диаметр
-В=(611/Я)11 . При скачкообразном изменении напряженности поля, например от некоторого Е д до Е<, все капли начнут
161 3988 формула изобретения
r(D)=
25 г(В)+ где
Составитель Е.Трофимов
Техред Л. Сердюкова
Корректo;; M. Illaporm
Редактор И.Сегляник
3ак аз 3892 Тираж 342 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 колебаться с амплитудой Ц**6(е-, е определяемой начапьной формой капли
) 1+Щ в поле напряженностью Е .
При форме капель, близкой к сферической (Ц«1), а зто условие выполняется в атмосфере любых капель вплоть до Е- 5 10 В/м, частота собственнык колебаний хорошо описывается формулой ,Рэлея, 10
f= — - . n(n 1)(n+2)
39pv где - плотность жидкости;
n - число, описывающее моду колебаний, п=2 ° 3,4; причем у .вытянутой капли возбуждается только основная мода описЫваемая числом n=2. Периодическое изменение формы капли приводит к амплитудной модуляции рассеянного ею излучения, 20 причем капли, диаметр которых заключен в интервале D-D+dD будут колебаться с частотами в диапазоне от а = -- — - — dD
a (D) 30 д 1
Таким образом, каждому диапазону размеров капель будет соответствовать определенный диапазон частот в ниэкочастот ном спектре р ассеянно го излучения, а спектральная йлотность будет пропорциональна концентрации капель данно го р аз мер а. Следо ват ел ьно, из низкочастотного спектра можно определить распределение капель по размерам. о
Использование способа определения микроструктуры облаков и осадков позволяет повысить точность измерений, исключив ошибки, обусловленные турбулентностью и вертикальными потоками, поскольку частота собственных колебаний капель не зависит от этих фак- торов.
Способ определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков, заключающийся в подсвечивании измеряемого объема электромагнитным излучением, регистрации интенсивности рассеянного излучения, о т л и— ч а ю щ н и с я тем, что, с целью по- вышения точности измерений, в измеряемом объеме создают скачкообразно изменяющееся электрическое поле, регистрируют низкочастотный спектр интенсивности рассеянного излучения и по спектру определяют мчкроструктуру.
