Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 179 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Земля». Особенно важно, что в веществе аэрозольных частиц есть компоненты, заметно
поглощающие лучистую энергию Солнца. Кроме того, в состав аэрозолей антропогенного
происхождения входят гигроскопические частицы, которые могут заметно влиять на процессы
облако- и осадкообразования (NH
4
OH, (NH
4
)
2
SO
4
, H
2
SO
4
и другие). Имеющиеся наблюдения по
сравнительной частоте образования облаков и выпадения осадков в районах, относительно чистых и
сильно загрязнённых, позволяют сделать вывод, что влияние загрязнённости воздуха на процессы
облако- и осадкообразования весьма существенны. По Х.Ландсбергу загрязнение городской
атмосферы приводит к тому, что облачность в городе по сравнению с сельской местностью больше
на 5÷10%, повторяемость туманов зимой на 100%, а летом на 30% больше, количество осадков
больше на 5÷10%. Кроме того, наблюдается повышение температуры воздуха в городе в среднем на
0,5÷0,8
0
C, а в таких огромных городах, как Париж, на 2
0
C (максимальное повышение ∼10
0
C,
частично связанное с повышенной концентрацией сажевых и других частиц, вызывающих
дополнительное поглощение солнечной радиации днём и парниковый эффект ночью). Все эти
явления подтверждают тенденцию изменения климата Земли при всё более увеличивающихся
масштабах антропогенного воздействия на структуру и состав атмосферы. Следовательно, перед
человечеством стоят также задачи контроля процессов непреднамеренного воздействия на состояние
атмосферы и управления этими процессами.
Восстановление вертикального профиля осадков из слоистообразных облаков по
данным наземных измерений. При решении ряда вопросов прикладного характера, таких, как
проектирование линий спутниковой связи, радиолокации атмосферы и других, возникает
потребность в знании статистических характеристик атмосферных осадков на разных высотах. К
настоящему времени накоплен большой статистический материал по измерениям интенсивности
осадков на уровне земли и проведены его климатические обобщения. Однако достаточно полных
количественных измерений характеристик осадков в свободной атмосфере в настоящее время не
имеется. Повторяемость различных характеристик осадков на высотах можно было бы установить
косвенным путём, зная повторяемость осадков разных градаций интенсивности на поверхности
земли и вертикальные профили, соответствующие каждой градации интенсивности. Так возникает
задача о восстановлении расчётным путём вертикального профиля осадков на основании данных
плювиографических измерений.
Рассмотрим решение такой задачи применительно к обложным осадкам, выпадающим из
слоисто-дождевых облаков[82].
Постановка задачи предусматривает рассмотрение роста капель и выпадения осадков из
слоисто-дождевых облаков на стадии их полного развития, когда осадки занимают всю толщу
облачной атмосферы. Искомой величиной являются спектры осадков на разных уровнях, а в качестве
заданной величины выбирается один из моментов функции распределения — интенсивность осадков
на поверхности Земли. Однозначная связь между моментом функции распределения и спектром
существует только при условии задания однопараметрической функции распределения частиц по
размерам. Задание вида функции распределения является распространённым приёмом при
параметризации микрофизических процессов в облаках и позволяет построить схему, описывающую
вертикальный профиль осадков при помощи сравнительно простых отношений и констант,
заимствованных отчасти из теории, отчасти из опыта.
Отличительными признаками слоистообразных облаков являются следующие:
квазистационарность, горизонтальная однородность и малая вертикальная скорость воздуха (w), так
что выполняется условие w/v«1, где v — скорость падения частиц. Учитывая эти свойства
слоистообразной облачности, преобразуем уравнение сохранения массы частиц осадков с учётом
микрофизических процессов
(где M — абсолютная водность осадков; v — средневзвешенная по объёмам скорость движения
частиц) к следующему более простому виду:
(8.6)
Чтобы записать выражения для величин, входящих в (8.6), в явном виде, зададим функцию
распределения по размерам (формула Маршалла — Пальмера):

Страницы