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

0,3

-|—i—i—i—i

i i |

~

7, 1 ''1

г 1

z Н

0,1

V

н

• •• If

цоз

о 1

a

г

V 3

am

• ч

X 5

в

If

I

'

I

I

I 1

I

да

300 Им

Рис. 5.4. Значения

в

зависимости

от Я и стратификации по опы­

там ИЭМа:

1—6—классы

устойчивости

l—I

I I

I I 11

—• Ж

• ••а Ж

10~-

J

'.и

i

яг-

1

i

i i

i

i

i

' | ' ' ' I

10е

К

10л

Им

Рис. 5.5.

зависимости

от

Н:

Значения В = - £ - в

иИ

I — неустойчивое

состояние,

/ / — безразличное, // / — устойчивое;

1—6 — результаты

ИЭМа, номер соответствует классу устойчивости; а, б, в

к — соответствуют

обозна­

чениям табл. 5.6; а',

б'— логарифмический профиль

ветра, линейный

рост А(г) при

z„= 10 см и

zQ= 2 см

тенденция отклонения

их от этой

кривой

в

сторону

уменьшения.

При неустойчивой

стратификации

В не уменьшается

с

высотой

практически

до Н = 300 м; в более

высоких

слоях до 2000 м, по

данным. Петровой

и Мирошкиной

(1967),

наблюдается

заметное

его уменьшение. Значения В при умеренной устойчивости

(класс 6)

падают с высотой

начиная с # = 70 м, а при Я^ЗОО м они почти

на

порядок

ниже,

чем при безразличной

стратификации.

Результаты разных

авторов в целом согласуются между

собой.

В

табл. 5.7

приведены

значения В/В0

для уровня 2 м, где В0 —

значение В при безразличной

стратификации. Сравнение

с резуль­

татами, приведенными

втабл. 3.26, показывает, что данные

ИЭМа,

полученные

из диффузионных опытов,

соответствуют оценкам, вы­

полненным

с помощью

соотношений

для приземного

слоя

атмо­

сферы. Диапазон изменений

устойчивости

при проведении

опытов

«Прэнри Грэсс» был, по-видимому, шире.

BjB0

Таблица

5.7

Значения

для уровня 2 м по данным

табл.

5.5

и для уровня

0,5—1,5 м — по данным

табл. 5.6

По данным

Класс

устойчивости

1

2

3

5

6

ИЭМа

2,2

1,6

1,1

1 ,о

0,51

«Прэнри Грэсс» (б)

5,8

3,1

2,5

1,0

0,26

П р и м е ч а н и е .

Классы

устойчивости

в

опытах

ИЭМа

и

«Прэйри Грэсс» совпадают

не полностью.

Таблица 5.8

Параметры вертикальной

диффузии

при инверсии

Характер инверсии

Расположение источника

Средние

Число

HixT

в

случаев

Приземная

В

слое инверсии

0,018

0,0030

18

»

На

границе

инверсии

0,020

0,0035

3

»

Выше

границы

0,012

0,0020

6

Приподнятая

Выше

нижней

границы

0,036

0,0078

3

»

Ниже

нижней

границы

0,080

0,017

1

ривать их нецелесообразно. К таким же выводам

приводит

анализ

распределений, полученных во время опытов ИЭМа.

В последующих разделах анализ опытных

результатов сво­

дится к определению зависимости среднеквадратичного

расстоя­

ния частиц относительно оси следа оу от расстояния до

проек­

це главы показано, что данные можно

анализировать

без учета

влияния скорости гравитационного оседания w.

5.3.1. Зависимость ау

от времени

действия источника

В гл. 2 приведены условия, при которых источник,

действую­

щий равномерно в течение

времени Т,

можно рассматривать как

Выражения

(2.9) для этого случая при значениях Т,

лежащих

внутри инерционного

интервала,

и при

малых х

имеет

вид

4

(х)

~ Г 2 ' 3

X2 .

(5.16)

В общем случае при x<xL

и любых Т

можно

пользоваться вы­

ражением (242) , которое легко привести к виду

4

= < & 2 , > Л - 2 ,

(5.17)

где

< 6 2 7 . > = ^ ( Г ) —

дисперсия

пульсаций

направления

ветра;

величину£2 (Т)

можно отождествить с коэффициентом зависимос­

ти

(2.2) при а = 1.

Выражение (5.17) совпадает с выражением,

полученным для

учета времени

действия

источника

Берляндом

и соавторами

(1964)

с помощью упрощенной

схемы

диффузии,

учитывающей

только

повороты оси факела и не учитывающей ее меандрирования.

При л; > 2XL

Д Л Я

любого Т выполняется

соотношение

'\(x)

=

2Kvt.

(5.18)

только для очень больших масштабов (типа

таких, которые

учиты­

ваются

при глобальных исследованиях)

или же в условиях

хоро­

шо выраженной

стационарности, когда

среднее направление

ветра

в течение длительного времени действительно остается

постоян­

ным.

В табл. 5.9 представлены основные

сведения о сериях

опытов

ИЭМа

(Вызова,

Осипов, 1967; Осипов,

1969), специально

прове­

денных для получения эмпирической зависимости величины

аг

от Т.

Два источника

устнавливались на одном

и том же уровне, при­

гого при идентичности всех прочих

условий.

Таблица 5.9

Основные сведения об опытах ИЭМа,

проведенных

для определения

зависимости

сгу

от Т

Серия

Число

Я м

Диапазон

Диапазон Г

Стратификация

Метеорологические

парных

.V м

мин

измерения

опытов

а

4

25-50 100-1000

ОТ 1 ДО 43

Неустойчивая

Обычные

б

12

25-50 100-1000

от 1 до 43

п

Измерялись пуль-

сационные ха­

в

6

2

10-152

от 0,5 до 13

Безразли чная,

рактеристики

слегка устойчи­

(энергия продоль­

вая

ной

компоненты

<«д . > и диссипа­

ция Е)

г

3

73-97 100-2000

от 2 до 54

Неустойчивая

Обычные

Результаты

второй

и

третьей

серии в нормированном

виде

представлены на рис. 5.6, где нанесены также первая и вторая

тео­

ретические

кривые (1.48)

для Т= со

и Т = 0 (масштабы

для нор­

мировки xL

и гL

были

рассчитаны

по данным измерений пуль-

сационных характеристик). При правильной нормировке

следовало

ожидать, что эмпирические точки

расположатся

между

теоретиче-

скими, что и наблюдается

в действительности

при С =

X

< 1 .