1大氣物理與大氣環(huán)境探測

主講：王巍巍嚴家德

Email：第1頁，共37頁。2上課班級:大物08(1)班;大物08(2)班---上機1班人影08(1)班;大環(huán)08(1)班---上機2班理論課教室：明北615實驗課上課地點：氣象樓1210、1225或室外第2頁，共37頁。31、課程安排:云凝結(jié)核探測與資料處理污染氣體的監(jiān)測方法及資料分析照相測煙云擴散方法雙經(jīng)緯儀測定氣球的空間坐標

第3頁，共37頁。4上機周星期節(jié)次地點內(nèi)容√3五34實驗大樓2號樓N410云凝結(jié)核√6N301污染氣體√10N201照相測煙云√11N201√15N201雙經(jīng)緯儀√16N2012、上機安排大物08(1)班;大物08(2)班---上機1班第4頁，共37頁。5注：記得帶鞋套上機周星期節(jié)次地點內(nèi)容√3五34實驗大樓2號樓N406云凝結(jié)核√6N305污染氣體√10N206照相測煙云√11N206√15N206雙經(jīng)緯儀√16N206人影08(1)班;大環(huán)08(1)班---上機2班第5頁，共37頁。3、實習要求：遵守紀律，愛惜儀器，實驗結(jié)束后整理儀器，按時交實驗報告成績以平時的動手能力和實驗報告成績作參考給出期末成績

第6頁，共37頁。4、本門課程涉及到的其他課程及課本：云降水物理學大氣探測學《現(xiàn)代氣象探測》污染氣象學大氣化學第7頁，共37頁。5、所用軟件Excel、Fortran（或C）、Matlab、Adobe

Photoshop等第8頁，共37頁。9實驗一：云凝結(jié)核探測與資料處理一、實習目的：

1）學會使用云凝結(jié)核計數(shù)器、掌握儀器工作原理；

2）掌握數(shù)據(jù)分析方法

第9頁，共37頁。10補充知識：大氣中的水汽能在其上凝結(jié)而成小水滴的懸浮微粒，通常稱凝結(jié)核大氣凝結(jié)核由固態(tài)物質(zhì)、溶液滴或兩者的混合物組成，其化學成分很復雜，最常見的是氯、氮、碳、鎂、鈉、鈣等化合物。云凝結(jié)核濃度水汽能在其上凝結(jié)成云滴或霧滴的微粒稱為云（霧）凝結(jié)核

第10頁，共37頁。11空氣相對濕度未達100%為未飽和，達100%為飽和，超過100%為過飽和，超過100%的部分稱過飽和度。云凝結(jié)核的濃度與水汽過飽和度有密切的關系，水汽過飽和度越大，云凝結(jié)核的濃度也越大第11頁，共37頁。12CloudCondensationNuclei(CCN)二、云凝結(jié)核計數(shù)器簡介儀器結(jié)構(gòu)工作原理軟件介紹第12頁，共37頁。13儀器結(jié)構(gòu)外觀凈重：170磅（63.5公斤）55cm*60cm*100cm第13頁，共37頁。14內(nèi)置操作系統(tǒng)供水瓶抽水瓶OPC進氣管儀器結(jié)構(gòu)

云室加濕器流量調(diào)節(jié)閥第14頁，共37頁。15第15頁，共37頁。1628V電源線接口開關進氣口排氣口VIDEOTOUCHSCREENDATAOUTLCDPOWERkeyboardusbethernetmouse第16頁，共37頁。17CCNSpecifications連續(xù)氣流、熱梯度、可設單一過飽和度、自動云室加濕、粒子分為20檔（0.75-10um）過飽和度ss范圍0.1%到1%樣本流：50volumecc/min鞘流：450volumecc/min內(nèi)置操作系統(tǒng)

第17頁，共37頁。18CCN主要結(jié)構(gòu)示意圖云室50cc/min450cc/min第18頁，共37頁。19云室內(nèi)壁維持一定量的水流以保持濕潤。由于從云室內(nèi)壁向云室內(nèi)部的水汽擴散比熱擴散快，因而在云室的垂直中心線區(qū)域達到最大的過飽和度。環(huán)境空氣進入儀器后被分為采樣氣流和鞘流兩部分。經(jīng)過過濾和加濕、沒有氣溶膠粒子的鞘流環(huán)繞在采樣氣流周圍進入云室，可以把采樣粒子限制在云室垂直中心線區(qū)域。采樣粒子在設定的過飽和度下活化增長?；罨蟮牧Ｗ舆M入云室下面的光學粒子計數(shù)器(OPC)，OPC內(nèi)照射激光的波長為660nm，通過粒子側(cè)向散射計算得到活化的CCN粒子尺度和個數(shù)。工作原理第19頁，共37頁。20軟件介紹第20頁，共37頁。21SupersaturationSettingsTab(SS)過飽和度設置界面第21頁，共37頁。22TemperatureTab(Temps)第22頁，共37頁。23FlowsTab(Flows)第23頁，共37頁。24OpticalParticleCounterTab(OPC)Thenormaloperatingrangeforthisvoltageis0.25-0.30volts第24頁，共37頁。25AlarmMonitor(Monitor)第25頁，共37頁。26ChartProperties(Chart)第26頁，共37頁。27

ProgramControlTab第27頁，共37頁。28儀器操作開機：連接電源、打開開關關機：prog\shutdown,關操作系統(tǒng)第28頁，共37頁。29三、數(shù)據(jù)分析方法及要求File:c:\CCNdata\CCNdata080725214614.csvDate07/25/08Time21:46:14

Time

CurrentSS

TempsStabilized

DeltaT

T1Set...

CCN

NumberConc21:46:140.508.529.13...2212.6521:46:150.508.529.13...2176.521:46:160.508.529.13...2067.0521:46:170.508.529.13...2094.4221:46:180.508.529.13...2156.3221:46:190.508.529.13...2060.06第29頁，共37頁。30數(shù)據(jù)分析方法及要求1）畫出不同過飽和度下，ccn濃度一天的變化

第30頁，共37頁。312）畫出同一過飽和度下，ccn濃度一天的變化約半小時做平均例：第31頁，共37頁。323）根據(jù)天氣實況分析CCN濃度的變化天氣實況：溫、壓、濕、風每小時觀測數(shù)據(jù)人工觀測記錄第32頁，共37頁。33四、討論題1、CCN儀器測量范圍是多少，如何分檔的？2、討論天氣狀況不同時對CCN濃度的影響第33頁，共37頁。34下次課實習地點：氣象樓1210時間10：00

-10：30大物08(1)班

10：30

-11：00大物08(2)班

11：00

-11：30人影08(1)班

11：30

-12：00大環(huán)08(1)班第34頁，共37頁。35實習報告一、實習目的二、實習內(nèi)容三、儀器原理四、數(shù)據(jù)畫圖及結(jié)果分析五、總結(jié)第35頁，共37頁。36石立新，段英，華北地區(qū)云凝結(jié)核的觀測研究[J]氣象學報,2004,(05)

青島沿海地區(qū)夏季云凝結(jié)核濃度觀測及分析,何紹欽,《南京氣象學院學報》1987年04期

黃河上游云凝結(jié)核觀測研究,黃庚

李淑日

等，氣象，200228(10)

陳萬奎.嚴采蘩烏魯木齊冬季地面云凝結(jié)核觀測結(jié)果1990(4)《云物理學》，B.J.梅森《云物理簡明教程》，Rogers著，周文賢、章澄昌譯

《云物理學基礎》

，北大地球物理系大氣物理教研室云物理學組

《云霧降水物理基礎》

顧震潮

《微觀云物理學》

王鵬飛、李子華。參考文獻第36頁，共37頁。內(nèi)容梗概1。主講：王巍巍嚴家德。大物08(2)班---上機1班。大環(huán)08(1)班---上機2班。遵守紀律，愛惜儀器，實驗結(jié)束后整理。4、本門課程涉及到的其他課程及課本：。大氣探測學《現(xiàn)代氣象探測》。合物組成，其化學成分很復雜，最常見的是。氯、氮、碳、鎂、鈉、鈣等化合物。空氣相對濕度未達100%為未飽和，達100%為飽和，超過100%為過飽和，超過100%的部分稱過飽和度。云凝結(jié)核的濃度與水汽過飽和度有密切的關系，水汽過飽和度越大，云凝結(jié)核的濃度也越大。CloudCondensationNuclei(CCN)。連續(xù)氣流、熱梯度、可設單一過飽和度、自動云室加濕。由于從云室內(nèi)壁向云室內(nèi)部的水汽擴散比