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

Р и ч а р д с о н

( R i c h a r d s o n

L. F.),

1926.

Atmospheric

diffusion

shown

on

a distance —neighbour graph. Proc. Roy.

Soc, A 110, No. 756,

709—737.

Р о б е р т е

( R o b e r t s

0.

F. Т.), 1923. The

theoretical

scattering

of

smoke

in

a turbulent atmosphere. Proc. Roy. Soc, ser. A 104, No. 728, 640—654.

С а ф м е н

( S a f f m a n P. G.),

1963.

An

approximate

calculation

of

the Lag-

rangian

autocorrelation

coefficient

in

stationary

homogeneous

turbulence.

Appl. Sci. Res. 11, 245—255.

С е т т о н

( S u t t o n

O. G.),

1953.

Micrometeorology. N. G. — Toronto—Lon­

don,

(русск.

перевод

«Микрометеорология».

Л.,

Гидрометеоиздат,

1958).

С м и т , З и н г е р

( S m i t h

М. Е., S i n g e r

J . А.), 1966. An

improved

method

of estimating concentrations and related phenomens

from

a

point source

emission. J . Appl. Met. No. 5.

С м и т

( S m i t h

F. В.),

1959.

The turbulent

spread

of

a

falling

cluster. Adv.

in

Geophys. 6.

(русск. перевод

в сб. «Атмосферная

диффузия

и

загрязнение

воздуха», ИЛ, 1962).

С м и т ,

Х э й

( S m i t h

F. В., H a y

J . S.),

1961. The expention

of clusters

in the

atmosphere. Quart. J . Roy. Meteor. Soc, 87, No. 371.

С о м а

(Som a

S.),

1964.

The properties of atmospheric turbulence

in

high

winds. J. Meteor. Soc. Japan,

ser. 11, 42, No. 6.

С т ю а р т

( S t e w a r d

R. W.), 1968. Atmospheric

diffusion

of particulate mat­

ter released from an elevated continuous source. J . Appl. Meteor., 7,

No. 3,

425—432.

Т е р н е р

( T u r n e r

В.),

1961. Relationship between 24 hours mean

air quality

measurements

and

meteorological

factors

in

Nashvill,

Tennesee.J. Air. Poll.

control Assoc. 11, No. 10.

Т о м е

о н

( T h o m p s o n

N)., 1965. Short—range vertical diffusion

in

stable

conditions. Quart. J . Roy. Meteor. Soc, 91, No. 388.

Т э й л о р

( T a y l o r

G. I.), 1915.

Eddy

motion

in

the

atmosphere.

Phil.

Trans.

Roy. Soc. A 215,

1—26.

1921. Diffusion by continuous movement.

Proc. London Math. Soc,

20,

196—211.

У л и г

( U h l i g S.), 1965.

Bestimmung der Stabilitatsgrade der Luft

an

Hand

von Wetlermeldungen. Mitteilungen des Deutschen Wetterdienstes, No. 35.

•Уокер

( W a l k e r

E. R.), 1965.

A

particulate

diffusion

experiment.

J. Appl.

Meteor., 4, No. 5.

Ф и л и п

( P h i l i p

J . R.), 1967. Relation

between

Eulerian

and

Lagrangian

statistics. The

Physics

of

Fluids.

10—11,

No. 9.

Ф р о с т

( F r o s t

R.),

1948.

Atmospheris

turbulence.

Quart.

J .

Roy. Meteor.

Soc,

74, No. 321, 316—338.

Х и н ц е

( H i n z e

J . O.),

1959.

Turbulence. An

introduction

to

its

mechanism

and

theory. N. Y. Mc Grow—Hill,

(русск. перевод: И. О. Хинце,

«Турбулент­

ность», М., Физматгиз,

1963).

Х о у г е н

( H a u g e n

D. А.), 1966.

Some

Lagrangian properties

of

turbulence

deduced

from

atmospheric

diffusion

experiments.

J. Appl.

Meteor.,

5,

No. 5.

Х э й , П а с к у

и л

( H a y

J. S.,

P a s q u i l l

F.), 1959. Diffusion

from

a

conti­

nuous source in relation to the spectrum

and

scale

of

turbulence.

Adv.

Geophys., 6. London, (русск. перевод в сб. «Атмосферная диффузия

и за­

грязнение воздуха», ИЛ, 1962).

Х э й д ж

( H a g e

К. D.),

1961. On the dispersion of large particles

from 15-m

source in the atmosphere. J . Meteor., 18,

No. 4, 534—539.

Ч е м б е р л е н ( C h a m b e r l a i n

A. C.) — Deposition,

1965.

Conference on

A E C

Meteorological

Activities,

May

19—22,

1964, 125—132. I. A. Singer and

a I. Editors. BNL. 914

(C-42),

N. Y,

1967. Transport of particles to surfaces. Proc.

Roy. Soc. Ser. A., 296,

No.

1444.

Ш м и д т

( S c h m i d t

W.), 1917.

Der Massenaustausch bei

der

ungeordneten

Stromung in freier Luft und seine Folgen,

Sitzungsber.

Akad.

Wiss. Wien,

Math-nat. Ю- (2a), 126, No. 6.

1925. Der Massenaustausch

in

freier

Luft

und

verwandte

Erschtinungen,

Ham­

burg,

Grand.

Ю д и н

( Y u d i n e

M. I.), 1959.

Physical considerations

on

heavy-particle

dif­

fusion. Adv. Geophys.,

6, London (русск. перевод в сб

«Атмосферная

диф­

фузия и загрязнение воздуха», ИЛ., 1962).

О Г Л А В Л Е Н И Е

Предисловие

3

Список

основных

обозначений

6

Г л а в а

1. Основные

методы

описания

диффузии

10

1.1. Диффузия

как турбулентность в переменных

Лагранжа

. . .

10

1.1.1. Диффузия

относительно

закрепленной

точки .

. . .

12

1.1.2. Относительная

диффузия

15

1.1.3. Некоторые

конкретные

выражения

для

корреляционных и

структурных

функций

скоростей

и

координат .

. . .

17 '•

1.1.4. Гауссова

модель

рассеивающейся

струи

20

1.2^ Полуэмпнрпческое

уравнение

турбулентной

диффузии

. . .

22

1.2.1. Вывод

уравнения

22

1.2.2. Граничное условие на подстилающей поверхности

. . .

24

1.2.3. Полуэмпнрпческое

уравнение

и лаграижевы

статистические

характеристики

25

1.3. Связи

между

эйлеровыми

и лагранжевыми

статистическими ха­

рактеристиками

26

1.3.1. Эйлеровы

и лаграижевы статистические

характеристики .

26

1.3.2. Обзор теоретических оценок отношения лаграижева и эйле­

рова

масштабов

28

1.3.3. Обзор

экспериментальных

оценок

В

31

1.4. Краткие

сведения о других

моделях

34

1.4.1. Горизонтальное рассеяние, создаваемое градиентом скорости

ветра

34

1.4.2. Диффузия

с

конечной

скоростью

34

Г л а в а

2. Применение

основных

способов

описания

диффузии

для

рас­

четов рассеяния примеси в пограничном слое

атмосферы .

. . .

37

2.1.

Применение

лагранжева

подхода .

37

2.1.1 Диффузия от точечного источника конечного времени дейст­

вия

37

2.1.2. Учет неоднородности приземного слоя при расчете диффу­

зии

в поперечном

ветру

направлении . . .

. .

41

2.1.3. О

рассеянии

тяжелых

частиц

в

турбулентной среде . .

43

2.1.4. Поперечное

рассеяние

тяжелой

примеси

в

неоднородном

слое

45

2.2. Применение

полуэмпирического

уравнения

(вертикальное

рас­

сеяние)

.

46

2.2.1. Невесомая

примесь

46

2.2.2. Уравнение

и граничное

условие для оседающей примеси .

49

2.2.3. Модель с линейно растущим k(z)

(модель 1) .

. . .

52

2.2.4. Модель

с

постоянным

k{z)=K

(модель

2)\

. . .

55

2.2.5. Численные решения полуэмпирического уравнения диффузии

2.2.6. Учет

неоднородности

оседающей

примеси

57

Г л а в а

3. Характеристики

состояния

атмосферы

61

3.1. Способы определения устойчивости нижнего

слоя

атмосферы .

63

3.1.1. Параметры

устойчивости

приземного

и пограничного

слоя

64

атмосферы

64

3.1.2. Способы определения устойчивости по

результатам

сетевых

измерений

68

3.1.3. Сравнение

способов

определения'

устойчивости

, .

71

3.1.4. Рекомендации по использованию

способов

определения

ус­

тойчивости

типа

ПТ и У

79

3.2. Характеристики профилей ветра и диффузии

85

3.2.1. Характеристики диффузии в приземном слое атмосферы

.

85

3.2.2. Профили скорости ветра в 300-метровом слое атмосферы

.

90

3.2.3. Характеристики турбулентности

в нижнем 300-метровом слое

атмосферы

95

3.2.4. Характеристики

диффузии

в

моделях

пограничного

слоя

атмосферы

104

Г л а в а

4.

Опыты по рассеянию

примеси в атмосфере

4.1. Обзор экспериментальных

работ

107

4.1.1. Опыты

с

легкими

примесями

107

4.1.2. Экспериментальное

исследование

параметров

диффузии с

12L

помощью дымовых струй

чЩР

4.1.3. Опыты

с

оседающими

примесями

114

4.2. Опыты с

оседающими

примесями,

проведенные

в

ИЭМе

.

. 1 1 7

4.2.1. Методика

опытов

117

4.2.2. Описание

результатов

опытов

ИЭМа

120

4.2.3. Некоторые вопросы методики взятия проб

125

4.2.4. Простейшие

эмпирические

зависимости

129

Г л а в а

5.

Анализ

результатов опытов

по

рассеянию

примеси в

атмо­

сфере

136

5.1. Вопросы

сравнения результатов

опытов с расчетами . .

.

.

136

5.1.1. Основные

расчетные

соотношения

136

>

5.1.2. Учет

неоднородности

составов.

Оценка

точности .

.

.

140

5.2. Параметры

вертикального

рассеяния

141

5.2.1. Способ

определения

В

141

5.2.2. Результаты

измерения

В

143

5.3. Поперечное

рассеяние

150

5.3.1. Зависимость

ау

от

времени действия

источника .

.

. 15 1

5.3.2. Зависимость

оу

от

Н и х

153

5.3.3. Степенная

аппроксимация

зависимости

иу

от х .

.

.

156

5.3.4. Среднесуточные значения ау

Длина следа

160

5.4. Максимальная

плотность

осадка.

161

5.4.1. Зависимость

осевой

концентрации

от времени

действия ис­

точника

161

5.4.2. Максимальная плотность осадка

163

5.4.3. Длина

следа. Общее

количество осевшей примеси .

.

. 1 6 6

5.5. Дополнительные

результаты

167

5.5.1. Особые метеорологические

условия

168

5.5.2. Влияние гравитационного оседания на параметры рассеяния

169

Заключение

172

Conclusion

173

Приложение

177

Литература

183

Т-00228

Сдано в

набор

28/V-1973 г.

Подписано к печати 30.1.1974 г.

Изд. № 131 Индекс М-М-131

Формат бумаги

60X90'/i6.

Бумага тип. № 2

Печ. л. 12 Уч. нзд. л. 13.01

Зак. 1294

Тираж 540

Типография изд-ва

«Советское

радио»