Файл: Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 101

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

гую сторону. В целом же по способу ПТ состояния классифици­ руются как безразличные 'чаще, чем это получается из градиент­ ных измерений, хотя границы безразличного состояния заранее выбраны несколько более широкими, чем, например, в (Монин, Яглом, 1965).

В табл. 3.9 представлено соответствие средних вертикальных градиентов температуры в нижнем ЗОО-метровом слое и классов

устойчивости

(по ПТ и У отдельно)

при различном

характере из­

менения температуры

с высотой. Таблица показывает, что с рос­

том неустойчивости (классы 4—il)

величина отрицательного

вер­

тикального

градиента

температуры, а с ростом

устойчивости

j " ! • ,

°

 

 

Таблица

3.9

Соответствие средних значений градиента температуры в 300-метровом слое

(град/100

м) и классов

устойчивости по ПТ и У при разных

профилях

 

 

 

 

температуры

 

 

 

 

 

Температура падает

Приземная

инверсия

Приподнятая

№ класса

с высотой

инверсия

 

 

 

 

 

 

 

 

ПТ

 

ПТ

у

ПТ

У

1

 

 

— 1,62

 

 

 

 

2

 

- 1,53

— 1,55

0,00*

 

1,42*

 

3

 

- 1,24

- 1,18

1,15*

1,25*

1,46

1,64

4

 

- 0,95

- 0,9 8

1,56

1,49

1,36

2,19

5

 

 

—0,69*

1,62

1,48

0,94*

1,38

6

 

 

-0,67*

2,15

2,23

1,46*

 

7

 

 

 

4,90*

4,90*

 

 

* Значения градиента 'соответствуют малому

числу случаев (менее 2%

всего объема данных)1

 

(классы 4—7) величина положительного

градиента закономерно

растут, причем средние значения для одного и того же класса ПТ к У близки. Это наблюдается в случае температурных профилей двух первых типов, представляющих падение температуры с вы­ сотой 'и приземную инверсию. Примерно в '50% случаев классу 4 соответствует падение температуры во всем 300-метровом слое, вертикальный градиент близок к адиабатическому. Остальные случаи класса 4 соответствуют приподнятой, сложной или же при­ земной инверсии. Небольшое число случаев с приземной инверси­ ей соответствует классу 3, они наблюдались в феврале—марте, когда солнце в дневное время достаточно высоко, а подстилаю­ щая поверхность покрыта снегом. Такие случаи остались даже

после введения 'поправки на снег,

инверсия в этих

случаях была

не выше 25 м.

 

 

Естественно, что ни приземные

градиентные

измерения, ни

способы ПТ и, У не дают возможности судить о наличии и харак­ тере приподнятой инверсии, и связи градиента температуры с но­ мером класса устойчивости для этого типа профилей температу-

ры не наблюдается. Такие условия чаще всего соответствуют классу 4 или соседним.

Сравнение градиентных измерений в приземном слое атмос­ феры над различными типами подстилающей поверхности вблизи высотной мачты ИЭМа описано в работе Т. В. Бончковекой и со­ авторов (1967). Три пункта наблюдений были выбраны вне тер­

ритории

высотной

мачты

в пределах 1 км

от нее, четвертым,

опорным

пунктом

служила

метеорологическая

площадка высот­

ной мачты. Измерения проводились

в течение одной недели.

Результаты сравнения исходных

величин — скорости ветра на

уровне 2 м и разности температур на уровнях 4 и 1 м — даны в табл. 3.10. Они сразу показали, что пункты I и I I с точки зрения температурной стратификации нерепрезентатнвны. Пункт I был расположен над клевером, для которого характерно замедленное

испарение

влаги, попавшей из-за дождя или

росы под

 

его

покров,

а пункт I I

оказался

вблизи той части луга, которая

 

после

дож­

дей оставалась увлажненной в течение

большего

времени,

чем

окружающая

местность.

В результате

значения

 

AltT

на

этих

пунктах сильно отличались от значений, наблюдавшихся

в

пунк­

тах

I I I и IV, где они

в среднем оказались одинаковыми. Поэтому

все дальнейшие сравнения проводились только между

 

результата­

ми

пунктов

 

I I I н IV

(п. I I I размещался

на

ровном

поле,

покры­

том

редкими

всходами свеклы

и турнепса). Проводилось также

определение устойчивости по способу

ПТ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

 

3.10

 

 

 

Средняя скорость ветра на уровне 2 и (У м/с), разность

 

 

 

 

 

температуры на уровнях 4 и 1 м (ДГ град),

 

 

 

 

 

 

их среднеквадратичные значения и корреляция между

 

 

 

пунктами (справа от

диагонали —

для

U,

слева

—

для

ДГ)

 

 

 

 

 

и

 

дг

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

пункта

"а

"дг

I

 

II

III

 

 

IV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2,10

1,08

+0,09

0,31

 

0.S9

0,81

 

0,85

 

 

 

н

 

2,08

1,09

-0,62

0,70

0,14

 

 

0,88

 

0,88

 

 

 

in

 

2,60

1,22

- 0,24

0,24

0,21

0,49

 

 

0,93

 

 

 

IV

 

2,13

1,07

—0,25

0,24

0,64

0,18

0,35

 

 

 

 

 

 

В табл. ЗЛ'1 представлено число совпадений знака

устойчиво­

сти, определенного по -результатам

измерений

на

пунктах

I I I и

IV

и по способу ПТ;

.в табл. 3.12 дано сопоставление

 

классов ус­

тойчивости. Из таблиц видно, что,

несмотря

на невысокую кор­

реляцию

AhT

на

пунктах I I I и

IV,

оба они

достаточно репрезен­

тативны:

класс

устойчивости,

определенный

 

но измерениям

на

этих пунктах,

в

80% случаев

различается не

более чем на

еди­

ницу, а после исключения утренних и вечерних переходных часов эта цифра увеличивается до 90%. Результаты применения спосо­ ба ПТ также хорошо согласуются t данными этих пунктов изме­ рений.

 

Число

совпадений

(%) знака

 

Таблица

3.11

 

 

устойчивости

 

 

 

 

на пунктах

III и IV и по способу ПТ

 

 

 

 

№ пункта

 

III

 

 

IV

 

ПТ

 

 

 

 

111

 

 

 

 

64

 

58

 

 

 

 

IV

 

83

 

 

80

 

63

 

 

 

 

ПТ

 

84

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а й и е. Цифры

 

справа

от

диагонали — все

 

 

 

сроки; слева — с 9 до 16 ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по Б на

Таблица 3.12

 

Сопоставление классов

устойчивости

пунктах III и IV

 

 

 

 

и по способу

ПТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число совпадений (в"/о

 

№ пункта

Степень совпадения классов устойчивости

к числу

случаев)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Все сроки

 

9-1 в

 

14,1V. ПТ

Совпадают

 

 

 

 

 

17

 

24

 

111, IV

Раличаются не более чем на 1

 

74

 

89

 

Совладают

 

 

 

 

 

35

 

45

 

 

Различаются не более чем на 1

80

 

90

 

3.1.4. Рекомендации

по

использованию

способов

определения

 

устойчивости

типа ПТ и У

 

 

 

Использование способов определения устойчивости на основе

сетевых 'измерений может быть полезным для ряда

практических

целей. Как показало

сравнение,

способ

У

позволяет

делать бо­

лее подробные различия

в

состоянии

устойчивости,

чем

спо­

соб ПТ, однако последний значительно

проще. Его можно

не­

сколько усовершенствовать, сохранив

эту простоту. Снеговой по­

кров можно учитывать аналогично тому, как это делается в спо­ собе У; введение этой поправки испытано 'на материалах .высот­

ной

мачты ИЭМ (Н. Л. Вызова, Г. Б. Машкова, 1971),

резуль­

таты

иллюстрируются табл. 3.1-3, из которой видно, что :в

зимнее

1

Таблица 3.13

Повторяемость (число случаев) соответствия классов устойчивости У классам

 

устойчивости ПТ с

поправкой на снег

и без

поправки (в

скобках)

 

 

 

 

ПТ

 

 

 

 

У

1

2

3

4

5

6

7

Сумма

\

 

 

 

 

 

 

 

 

1

7(7)

4(4)

 

 

 

 

 

11

2

 

6(6)

5(5)

6(6)

 

 

 

17

3

 

1(1)

15(15)

33(33)

 

 

 

49

4

 

 

4(7)

46(43)

 

 

 

50

5

 

 

2(2)

18(19)

1Р(15)

 

 

36

6

 

 

1(2)

6(26)

12(5)

28(14)

8(8)

55

7

 

 

 

1(7)

7(5)

19(15)

19(19)

46

Сумма.... 7(7)

И ( Ь )

27(31)

110(134)

35(25)

47(29)

27(27)

264

время (классы 4—7) соответствие определения устойчивости по способу V и по способу ПТ с поправкой на снег значительно луч­ ше, чем без нее.

Кроме того, в способ ПТ можно

внести также

некоторые до­

полнительные

улучшения: изменить

соответствие

инсоляционно-

го индекса

и высоты солнца

с тем,

чтобы в средних

широтах

можно было

различать

три класса

неустойчивости,

как в

спосо­

бе У; учесть,

что, если

солнце

достаточно высоко,

то даже

п.р.и

полной низкой облачности, но слабом

ветре и хорошей

видимости

возможна

слабая неустойчивость;

отразить нарастание

и

усиле­

ние инверсии в течение ночи, учитывая время, прошедшее после

захода солнца. Вариант, в котором

все эти поправки

введены,

представлен

в табл. 3.14—3.16. Сравнение разультатов

определе­

ния устойчивости по этому варианту

способа ПТ и по

парамет­

ру Б дано

в табл. 3.17. Материал для сравнений соответствовал

разнообразным условиям

облачности,

ветра и подстилающей по­

верхности;

переходные

часы суток

(вблизи восхода

и захода

Облачный

покров

(доли)

1,0

1,0

1,0

0,6-0,9

0,4—0,6

ночью

 

 

 

 

 

 

Таблица

3.14

 

 

 

 

Определение

класса

 

устойчивости

ПТ (ИЭМ)

 

 

 

номер

инсоляционного

класса

п

 

 

 

 

 

День

 

 

 

Ночь

 

 

 

 

 

Высота

солн­

л

После

захо-

 

 

 

 

 

ца, град

 

 

Да,

г

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0-15

 

1

 

0--2

—1

 

 

 

 

15-30

 

2

 

2- -7

- 2

 

 

 

 

30-45

 

3

 

 

7

- 3

 

 

 

 

45-60

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>60

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение класса устойчивости по ПТ (ИЭМ)

Таблица

3.15

 

 

 

 

 

радиационный

индекс от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

Высота

Видимость, м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

облаков, м

- 3

_2

-1

1

2

3

4

5

 

 

 

 

<2000

 

< 1000

 

0

0

0

0

0

0

0

0

<2000

 

>1000

 

0

0

0

1

1

1

1

2

>2000

 

Любая

 

0

0

0

1

1

2

3

4

<2000

 

„

 

- 1

—1

—1

1

1

. 1

2

3

2000-5000

 

 

 

— 1

—1

- 1

1

1

2

3

4

Любая

 

»

 

- 2

- 1

 

—1

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я :

1. При облачном

покрове

ночью < 0,4,

днем < 0,5, любой

высоте

или 0,6—0,9 верхнего

яруса поправка на

облачность

«е

вводится.

 

 

 

 

 

 

2. При полном

снеговом покрове

после поправки

иа облач­

ность

вводится

дополнительная

поправка:

1 заменяется на

—1, все остальные

значения

уменьшаются

на 1.

 

Смотрите также файлы