Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 140 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

практически не выделяются. Аэрозоли конденсационного происхождения выглядят как бы
состоящими из двух мод: моды первого дня существования r
01
0,03 мкм, в зависимости от
интенсивности образования аэрозольного вещества, и второй моды r
02
(0,03 ÷ –0,1) мкм. Вторая
мода обусловливает оптические свойства аэрозолей конденсационного происхождения.
Аналитический вид функции распределения не имеет принципиального значения. Функция
должна описывать правильно ниспадающую вправо ветвь распределения частиц по размерам и
положение модального радиуса. Критерием того, насколько удачно выбрана функция распределения,
может служить соответствие экспериментального и расчетного значений счетной концентрации
частиц. В большинстве исследований используется нормально-логарифмическое распределение.
Удобной и физически обоснованной представляется обратная γ-функция:f(r) = Ar
-v
exp(br
0
\ r
s
) при S =
1 и f = 6, хорошо совместимая с экспериментальными данными, в правой части от r r
0
описываемая
формулой Юнге.
В случае гетерогенных процессов модальный радиус r
0
может смещаться до примерно 0,3
мкм. Это явление характерно для городских аэрозолей и частиц фумарольного происхождения.
Конденсационный рост при увеличении влажности может сместить модальный радиус примерно в
два раза, что вызывает увеличение коэффициента аэрозольного ослабления в видимой области
спектра на порядок величины. Поглощение излучения в области до 2,5 мкм не зависит в такой
степени от конденсационных процессов, причем оно может даже несколько уменьшаться при
обводнении поглощающих излучение частиц, поэтому допустимо считать его постоянным.
Моделирование трансформации функции распределения частиц по размерам при изменении
относительной влажности можно осуществить исходя из следующих предположений: 1) вид
функции не меняется, а вся функция смещается вправо с сохранением общей счетной концентрации
частиц, 2) смещение модального радиуса происходит согласно формуле Ф. Кастена: r
0
(W, %) = r
0
(W =
0%)(1s)
-
v
, где W зависит от природы частиц и варьирует, в основном, в диапазоне 0,17 — 0,3 [68].
Аэрозольные частицы, образующиеся в результате процессов дробления, также дают
несколько мод, в основном, в области r > 0,1 мкм. Для описания распределения частиц по размерам
используются те же аналитические выражения. Главные модальные радиусы находятся в области r
1,0 мкм. Для этих частиц должны быть известны зависимости от ветра, разности температур,
подстилающей поверхности и воздуха. Получены эмпирические выражения для зависимости
концентрации частиц морского типа от скорости ветра: для массовой концентрации С(u) =
1,33ехр(0,23u) (мкг/м
3
), где uгоризонтальная скорость ветра в м/с, для счетной концентрации N(u)
= 224,3exp(0,23u) (см
-3
).
В предположении нормально-логарифмических распределений характеристик r
0i
, σ
i
, в
табл.7.2 приведем основные моды разных аэрозольных компонентов.
Таблица 7.2
Аэрозольный компонент r
0i
, мкм
σ
i
, отн.ед.
Пылевидный 0,471 2,512
Водно-растворимый 0,0285 2,239
Сажа 0,01182,00
Морская соль, модель-86 0,30 2,51
морская нуклеационная мода 0,05 2,03
аккумулятивная " 0,40 2,03
грубодисперсная " 3,3 2,03
минеральная фоновая нуклеационная мода 0,07 1,95
фоновая аккумулятивная " 0,399 2,00
фоновая грубодисперсная " 1,90 2,15
Пыль при ветре нуклеационная мода 0,05 1,65
аккумулятивная " 0,27 2,67
грубодисперсная " 4,00 2,40
крупномасштабный перенос над морем 0,5 2,2
в полярных областях 0,4 1,6
Капли серной кислоты 0,0695 1,86
Вулканический 0,217 1,77