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1、1,大气物理与大气环境探测 主讲：王巍巍 严家德 Email：,2,上课班级: 大物08(1)班;大物08(2)班-上机1班 人影08(1)班;大环08(1)班-上机2班 理论课教室 ：明北615 实验课上课地点：气象楼1210、1225或室外,3,1、课程安排: 云凝结核探测与资料处理 污染气体的监测方法及资料分析 照相测烟云扩散方法 双经纬仪测定气球的空间坐标,4,2、上机安排,大物08(1)班;大物08(2)班-上机1班,5,注： 记得带鞋套,人影08(1)班;大环08(1)班-上机2班,3、实习要求： 遵守纪律，爱惜仪器，实验结束后整理 仪器，按时交实验报告 成绩 以平时的动手能力和实
2、验报告成绩作参考给 出期末成绩,4、本门课程涉及到的其他课程及课本： 云降水物理学 大气探测学 现代气象探测 污染气象学 大气化学,5、所用软件 Excel 、Fortran（或C）、Matlab 、 Adobe Photoshop 等,9,实验一：云凝结核探测与资料处理 一、实习目的： 1） 学会使用云凝结核计数器、掌握 仪器工作原理； 2） 掌握数据分析方法,10,补充知识： 大气中的水汽能在其上凝结而成小水滴 的悬浮微粒，通常称凝结核 大气凝结核由固态物质、溶液滴或两者的混 合物组成，其化学成分很复杂，最常见的是 氯、氮、碳、镁、钠、钙等化合物。 云凝结核浓度 水汽能在其上凝结成云滴或雾
3、 滴的微粒称为云（雾）凝结核,11,空气相对湿度未达100%为未饱和，达100%为饱和，超过100%为过饱和，超过 100%的部分称过饱和度。 云凝结核的浓度与水汽过饱和度有密切的关系，水汽过饱和度越大，云凝结核的浓度也越大,12,Cloud Condensation Nuclei (CCN),二、云凝结核计数器简介,仪器结构 工作原理 软件介绍,13,仪器结构,外观 净重：170磅（63.5公斤） 55cm*60cm*100cm,14,内置操作系统,供水瓶,抽水瓶,OPC,进气管,仪器结构,云室,加湿器,流量调节阀,15,16,28V电源线接口,开关,进气口,排气口,VIDEO,TOUCH
4、SCREEN,DATA OUT,LCD POWER,keyboard,usb,ethernet,mouse,17,CCN Specifications,连续气流、 热梯度、可设单一过饱和度、自动云室加湿 、粒子分为20档（0.75-10um） 过饱和度ss范围0.1% 到1% 样本流：50volume cc/min 鞘流：450volume cc/min 内置操作系统,18,CCN主要结构示意图,云室,50 cc/min,450 cc/min,19,云室内壁维持一定量的水流以保持湿润。由于从云室内壁向云室内部的水汽扩散比热扩散快，因而在云室的垂直中心线区域达到最大的过饱和度。,环境空气进入仪器
5、后被分为采样气流和鞘流两部分。经过过滤和加湿、没有气溶胶粒子的鞘流环绕在采样气流周围进入云室，可以把采样粒子限制在云室垂直中心线区域。采样粒子在设定的过饱和度下活化增长。,活化后的粒子进入云室下面的光学粒子计数器(OPC) ，OPC内照射激光的波长为660 nm，通过粒子侧向散射计算得到活化的CCN粒子尺度和个数。,工作原理,20,软件介绍,21,Supersaturation Settings Tab (SS),过饱和度设置界面,22,Temperature Tab (Temps),23,Flows Tab (Flows),24,Optical Particle Counter Tab (O
6、PC),The normal operating range for this voltage is 0.25-0.30 volts,25,Alarm Monitor (Monitor),26,Chart Properties (Chart),27,Program Control Tab,28,仪器操作 开机：连接电源、打开开关 关机：progshutdown,关操作系统,29,三、数据分析方法及要求,30,数据分析方法及要求 1）画出不同过饱和度下，ccn浓度一天的变化,31,2）画出同一过饱和度下，ccn浓度一天的变化 约半小时做平均 例：,32,3）根据天气实况分析CCN浓度的变化 天气
7、实况： 温、压、湿、风每小时观测数据 人工观测记录,33,四、讨论题 1、CCN仪器测量范围是多少，如何分档的？ 2、讨论天气状况不同时对CCN浓度的影响,34,下次课实习地点：气象楼1210 时间 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大环08(1)班,35,实习报告 一、 实习目的 二、实习内容 三、仪器原理 四、数据画图及结果分析 五、总结,36,石立新，段英，华北地区云凝结核的观测研究J气象学报, 2004,(05) 青岛沿海地区夏季云凝结核浓度观测及分析,何绍钦 ,南京气象学院学报1987年04期 黄河上游云凝结核观测研究 ,黄庚 李淑日 等，气象， 2002 28(10) 陈万奎.严采蘩 乌鲁木齐冬季地面云凝结核观测结果 1990(4) 云物理学，B.J. 梅森 云物理简明教程 ，Rogers著，周文贤、章澄昌译 云物理学基础 ， 北大地球物理系大气物理教研室云物理学组 云雾降水物理基础 顾震潮 微观云物理学 王鹏飞、李子华。,参考文献,