авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 ||

«Санкт-Петербургский Государственный Университет Л.С.Ивлев, Ю.А.Довгалюк Физика атмосферных аэрозольных систем Санкт-Петербург ...»

-- [ Страница 8 ] --

Так, одна из наиболее достоверных гипотез исчезновения на Земле динозавров состоит в том, что при столкновении гигантского метеорита (астероида) с Землёй возникшее при этом пылевое облако привело к резкому похолоданию и вымиранию целого ряда видов животного мира, в том числе динозавров. За историю планеты такие встречи с гигантскими метеоритами происходили неоднократно. Есть кратеры от соударения метеоритов с земной поверхностью, достигающие 200 км.

Отметим, что в литературе обсуждаются и другие гипотезы, связанные, например, с огромным размером тела названных животных и, как следствие, невозможностью выживания таких организмов.

Ещё один аспект влияния аномально высоких концентраций аэрозолей на климат — гетерогенные реакции на поверхности аэрозольных частиц. При запусках американского возвращаемого корабля «Шаттл» было зарегистрировано уменьшение в стратосфере концентрации озона. По-видимому, то же самое происходит при запуске наших кораблей. Возникают так называемые «озоновые дыры». Эти дыры появляются в значительной степени из-за выброса двигателями кораблей частиц окислов алюминия.

Рисунок 8. Если считать поток молекул озона на сферу радиусом r равным где vO3 = 8 RT M O3 — средняя скорость броуновского движения молекул озона. Тогда вероятность гибели молекулы озона на поверхности этой сферы определим коэффициентом и получим:

где cma — массовая концентрация аэрозольных частиц;

a — их удельная плотность, предполагается, что a=2 г/см3, r=0,15 мкм.

Лабораторно определяемые величины для разных веществ меняются от 10-10 до 10-5 со слабой зависимостью от температуры. Для окислов алюминия и некоторых природных соединений, их содержащих, 10-5, а для серной кислоты и сульфатов, составляющих газовые компоненты вещества стратосферных аэрозолей, =10-810-8. При солнечном освещении возможны фотокаталитические эффекты, увеличивающие значения. Относительная доля содержащих окислы алюминия веществ в почвенных аэрозолях достигает 20%. Поэтому выброс в стратосферу большого количества пыли почвенного происхождения может привести к резкому уменьшению общего содержания озона в атмосфере и массовой гибели живых организмов на земной поверхности.

Поверхность аэрозольных частиц, а также объёмы жидких капель служат стоками для ряда атмосферных газов в отсутствие аэрозолей химически достаточно стабильных.

Их время жизни, а следовательно, и концентрация существенно меняются в результате гетерогенных процессов (адсорбции, конденсации, каталитических и фотокаталитических реакций, облачного и подоблачного вымывания). К таким газам, в первую очередь, относятся серосодержащие: диметилсульфид, карбонисульфид, сероводород, двуокись серы. Образующиеся при окислении этих газов сернокислотные и сульфатные частицы не являются поглощающими коротковолновую солнечную радиацию, и поэтому их присутствие должно вести к охлаждению слоя атмосферы. Сравнение результатов расчётов охлаждающего эффекта сульфатных аэрозолей с экспериментальными данными не даёт достаточно хорошего согласия, в первую очередь, из-за одновременного существования источников аэрозолей, поглощающих солнечную радиацию. Наиболее интересным эффектом, связанным с конверсией газов в аэрозоли, является эффект обратного влияния генерации сернокислотных аэрозолей из диметилсульфида океанического происхождения на концентрацию фитопланктона, ответственного за эмиссию диметилсульфида. Возможно, этот процесс является одним из важнейших нелинейных процессов, связанных с атмосферными аэрозолями, так как изменение концентрации фитопланктона ведёт к изменению интенсивности эмиссии диметилсульфида, изменению альбедо поверхности океана, влиянию на концентрацию облачных ядер конденсации и характер облачности над океаном, а это опять-таки влияет на фитопланктон. В настоящее время эта проблема тщательно изучается международным коллективом учёных.

8.5. Некоторые прикладные задачи физики атмосферных аэрозолей Искусственные воздействия на облака. Изучение физики атмосферных аэрозолей открывает широкие возможности для решения целого ряда прикладных задач, имеющих важное народнохозяйственное значение. Загрязнение атмосферы и охрана воздушного бассейна, предотвращение опасных природных явлений: градобитий, гроз, селей, рассеяние облаков и туманов для обеспечения безопасности полётов, локальные изменения климата путём воздействия на облака — это далеко не полный перечень проблем, стоящих перед физиками [63,70,15].

Исследования процессов облако- и осадкообраования, выполненные за последние два десятилетия, заложили прочную научную основу для разработки средств и методов искусственного воздействия на облака. В настоящее время разработаны методы воздействия на капельные облака или на капельную часть облаков. Их можно условно разделить на четыре группы:

1) методы, которые обеспечивают появление в облаке твёрдой фазы, приводя в действие механизм Бержерона — Финдайзена (см. главу об осадках): они используются при водействиях на переохлаждение облака (t00C);

2) тепловые методы, приводящие к испарению облачных частиц в результате введения в облако дополнительной энергии: энергетически их выгодно применять к «тёплым» облакам (t00C);

3) методы, стимулирующие коагуляционный рост капель;

их можно использовать и в «тёплых» (t00C), и в «холодных» облаках (t00C);

4) методы воздействия на динамику облаков;

сущность их состоит в интенсификации (ослаблении) конвекции для усиления (ослабления) вертикального развития облаков.

Воздействия на облака могут служить следующим целям: искусственному вызыванию осадков, рассеянию облаков, предотвращению града и аномально сильных ливней, предотвращению развития грозовых явлений и т.д. Воздействия на облака проводятся в основном путём введения в них специальных аэрозольных частиц (реагент), присутствие которых приводит в действие один из указанных механизмов. В настоящее время известны две группы реагентов, обеспечивающих образование в облаках ледяных кристаллов: хладореагенты и кристаллизующие вещества. В качестве хладореагента в основном применяют твёрдую углекислоту (CO2), ранее использовался пропан, а теперь и сжиженный азот.

Впервые твёрдая углекислота была использована в опытах по воздействию на облака в 1931 г.

А. Фераартом. Неправильная интерпретация результатов опыта задержала дальнейшее развитие этих работ, и только в 1946 г. после случайного опыта В.Шефера работы были возобновлены. В последующие годы были проведены многочисленные опыты с применением CO2 в СССР, США и других странах, одновременно исследовался механизм её воздействия. Согласно В.Я.Никандрову при введении кусочка твёрдой CO2 в облако вблизи него вследствие низкой температуры поверхности ( 790C) создаются весьма большие пересыщения водяного пара, достаточные для конденсационного роста комплексов его молекул и образования жизнеспособных зародышей.

Наряду с хладореагентами известен ещё ряд аэрозолей, при введении которых в диспергированном состоянии в облако происходит его кристаллизация: это — кристаллизующие реагенты. Наибольшее применение нашло иодистое серебро. Впервые его применил для воздействия Б.Воннегат в 1947 г. Сейчас известно достаточно много веществ, обладающих льдообразующей способностью: PbJ2, AgNO3, CuS, CdTe и другие. Однако эффективность их действия весьма различна [83].

Единой теории, объясняющей механизм действия кристаллизующих реагентов, в настоящее время не существует. В литературе обсуждается несколько рабочих гипотез, в значительной мере исключающих друг друга. Так, в 50-х годах были выдвинуты следующие две гипотезы: а) частицы должны быть эпитоксичны ко льду, т.е. на них возможен ориентированный рост льда, если значения постоянных кристаллической решётки близки ко льду или между ними имеется отношение кратности (частицы реагента выступают в роли подложки для роста ледяных кристаллов);

б) при соударении с каплями частицы реагента вызывают перестройку поверхностного слоя воды, что приводит к понижению поверхностного натяжения и облегчает перестройку капли в кристаллы. Это может быть связано, например, с электрическими силами. Л.Г.Качуриным разрабатывается (1973 г.) гипотеза, базирующаяся на флуктуационной теории образования двухмерных ледяных зародышей на поверхности реагента, введённого в каплю.

Число кристаллизующих ядер, образующихся при введении в облако реагента, существенно зависит от способа его диспергирования. Выход ледяных кристаллов зависит от температуры среды.

Так, с понижением температуры выход кристаллов на 1 г реагента может увеличиться на два — три порядка. Поэтому одним из условий высокой активности реагентов является их хорошая диспергируемость, обеспечивающая оптимальную суммарную поверхность аэрозольных частиц.

Частицы должны быть легко обволакиваемы водой, что достигается в AgJ и других реагентах наличием гигроскопических примесей. Определённое значение в этих процессах играют адсорбционные свойства поверхности реагента и электрические процессы на границе раздела реагент — вода[125-127].

В качестве реагентов, стимулирующих коагуляционный рост капель в облаках, используются гигроскопические и поверхностно-активные вещества (ПАВ), регулирующие конденсационные процессы. К гигроскопическим реагентам относятся NaCl, CaCl2, NH4OH и т.д. Гигроскопичность и связанное с ней понижение упругости пара над каплями растворов этих веществ приводят к ускорению начального конденсационного роста капель, а тем самым к ускорению начала процесса коагуляции. Однако по мере роста капель концентрация раствора быстро падает и указанные эффекты перестают действовать. В отличие от гигроскопических веществ, молекулы которых распределены в растворе практически равномерно, молекулы ПАВ накапливаются в поверхностном слое растворителя, в результате понижаются поверхностное натяжение на границе раздела фаз и упругость насыщения водяного пара, усиливается процесс конденсации. При этом изменяются также электрические свойства и степень гидрофобности поверхности раздела.

И, наконец, для стимулирования испарения облачных капель применяют порошкообразные вещества (например, сажу), стимулирующие поглощение солнечного излучения.

Доставка реагентов в облака осуществляется либо с помощью наземных средств — наземных генераторов, ракет, зенитных снарядов, либо с самолёта. Широкое применение для воздействия нашли наземные генераторы AgJ и ракеты, содержащие в качестве активного реагента AgJ, CO2, PbJ2.

Наземные генераторы рационально применять в горах, так как существующая здесь система восходящих потоков обеспечивает подъём реагента на высоты, где проявляется его активность.

Способ этот удобен и дёшев, однако, он имеет и существенный недостаток: под воздействием солнечных лучей AgJ теряет в течение часа льдообразующую активность на порядок и более.

Установлено, что наибольшая дезактивация наблюдается в первые 30 мин., но неизвестна концентрация активных частиц AgJ, достигших уровня изотерм -6, -70C, где AgJ проявляют свою активность. Поэтому эффективность использования генераторов, несмотря на многолетние опыты, не очевидна.

Наиболее оптимально для воздействий с Земли использовать ракеты и снаряды, содержащие реагенты. Введение реагента осуществляется либо единовременно (точечный источник) при разрыве снаряда или головки ракеты, либо путём трассирования на некотором участке полёта. При взрыве или горении пиротехнического состава развивается температура 100015000C, обеспечивающая интенсивную возгонку реагента.

При воздействиях с самолёта производится либо сброс в облако гранулированной твёрдой CO2, либо распыление растворов с помощью системы форсунок, расположенных в хвостовой части самолёта. Применяются также способы, обеспечивающие возгонку AgJ: сжигание брикетов древесного угля, бумажных лент, хлопчатобумажного шнура, пропитанных раствором AgJ, взрыв пиропатронов и т.д. Для воздействия порошками устанавливаются специальные бункеры, из которых порошок высыпается в определённом количестве в облако, иногда используют установки для сброса пакетов с порошком.

При воздействиях существенное значение имеет соотношение между концентрацией вводимых искусственных частиц и концентрацией облачных капель. Если концентрация образовавшихся при воздействии ледяных частиц в некотором объёме облака мала по сравнению с концентрацией облачных капель, то введённые частицы имеют возможность вырасти вследствие переноса водяного пара с капель до размера, при котором начинается их гравитационная коагуляция с каплями. Воздействие в этом случае может привести к искусственному вызыванию осадков из облака. При близких концентрациях или при концентрациях ледяных частиц, превышающих концентрацию облачных капель, воздействие вызывает полное превращение переохлаждённых водных частиц в кристаллические. Размеры образовавшихся кристаллов будут малы, и воздействие предотвратит образование крупных частиц осадков, например, града. Следовательно, число вводимых искусственных частиц (расход реагента) должно определяться той задачей, решать которую призвано данное воздействие, а также свойствами облака, на которое влияют, т.е. его мощностью, высотой расположения его нижней границы, водностью и стадией его развития.

Возможны и другие пути искусственного воздействия на атмосферные процессы. Они связаны с изменением условий переноса радиации в аэрозольной атмосфере, изменением электрических характеристик атмосферы и с гетерогенными химическими и фотохимическими реакциями. Наиболее известен способ предохранения растительности от ночных заморозков с помощью задымления приземного слоя атмосферы над садами и огородами. В этом случае дым препятствует радиационному выхолаживанию почвы. Интенсивное поглощение солнечной радиации взвешенными в воздухе сажевыми частицами может быть использовано для разрушения мощных вихревых образований: циклонов и ураганов, так как имеет место бароклинность атмосферы, т.е.

приток теплоты в различных частях термодинамического поля будет идти с разной интенсивностью.

По некоторым сведениям в США уже проводились подобные опыты по разрушению ураганов, возникающих в Карибском море. Однако неясен масштаб и характер побочных явлений, реализующихся при такого рода экспериментах.

Изменение электрических свойств атмосферы с помощью введения в неё аэрозольных частиц наиболее эффективно для верхних слоёв, где высока концентрация электронов и ионов. При концентрации аэрозольных частиц порядка 0,1 см-3, что вполне реально, концентрация электронов и ионов может быть уменьшена примерно на два порядка. Причём длительность такого воздействия может быть порядка суток. Гетерогенные химические процессы в атмосфере до недавнего времени вообще не рассматривались, что оправдано для чистой атмосферы с низкой концентрацией аэрозольных частиц. Но введение в атмосферу частиц, содержащих окислы металлов, может существенно изменить такие важные процессы, как окисление сернистого газа до серного или разрушение молекул озона.

Главное в проблеме воздействий — это управление процессом. Человек должен научиться не только вызывать желаемые изменения окружающей среды, но и сохранить способность контролировать их или предотвращать изменения, опасные для людей и окружающей среды.

Основой управления являются тщательный и всесторонний анализ состояния атмосферы и возможной его эволюции и на основании такого анализа определение средств и способов воздействия в каждой конкретной ситуации.

Основная часть энергообмена в атмосфере осуществляется путём высвобождения энергии неустойчивости. Состояния неустойчивости возникают в атмосфере при определённых ситуациях и именно их следует использовать в качестве своего рода «рычага», так как именно в этих случаях можно, не делая больших затрат, дать толчок к развитию процесса в желаемом направлении. По образному выражению А.Дессена[128] при определённой ситуации достаточно «взмаха крыла бабочки», чтобы привести в действие атмосферную «машину». Примерами таких систем, находящихся в состоянии неустойчивого равновесия, являются пересыщенный пар и переохлаждённая вода в атмосфере, облака как коллоидальные системы (неустойчивость облаков реализуется через выпадение осадков с передачей атмосфере скрытой теплоты фазовых превращений), конвективная (вертикальная) неустойчивость отдельных масс воздуха (разрешение её связано с накоплением тепла от источника у Земли и передачей его в выше расположенные слои), бароклинная (горизонтальная) неустойчивость крупномасштабной циркуляции, которая устраняет нарушение теплового равновесия между экватором и полюсами, создавая большие внетропические циклонические системы.

К настоящему времени достигнуты определённые успехи при попытках использования первых трёх из названных неустойчивых систем. Это оказалось возможным, потому что размеры и энергия механизма воздействия (начального толчка) в данных случаях соответствовали возможностям человека.

Все атмосферные процессы тесно связаны между собой в единую цепь, внутри которой имеются не только прямые, но и обратные связи. Поэтому воздействие на один какой-либо процесс означает воздействие и на связанные с ним процессы, а это значит, что, искусственно воздействуя на погоду в конкретном районе, можно вызвать нежелательные, а подчас и катастрофические изменения погоды в других районах. Поучительным в этом смысле является случай, когда в одном из штатов США для повышения эффективности работы гидроэлектростанции решили повысить уровень воды путём вызывания искусственных дождей из облаков. После проведённых работ дождь шёл три недели, что привело к большим волнениям среди владельцев туристских пансионатов в ближайших районах. В связи с подобными фактами особое значение приобретают вопросы ответственности учёных перед обществом, рождаются и проблемы международного сотрудничества. «Глобальный характер явлений погоды и основных черт климата,- писал академик Е.К.Фёдоров,- менее всего подходит для единоличного вмешательства в их состояние». Именно поэтому вновь был поставлен вопрос о включении искусственных воздействий на погоду в список проблем, запрещённых для использования в военных целях и подлежащих международному контролю.

Следует заметить, что человечество и непреднамеренно воздействует на погоду и климат Земли. Непреднамеренное воздействие связано с хозяйственной деятельностью человека, изменяющей не только земную поверхность, но и состав атмосферы. Одной из важных сторон этого воздействия является введение в атмосферу значительного количества пылевых частиц и газов, часть из которых в результате различных химических реакций переходит в аэрозольное состояние. Эти частицы в значительной степени меняют энергетический баланс системы «космос — атмосфера — Земля». Особенно важно, что в веществе аэрозольных частиц есть компоненты, заметно поглощающие лучистую энергию Солнца. Кроме того, в состав аэрозолей антропогенного происхождения входят гигроскопические частицы, которые могут заметно влиять на процессы облако- и осадкообразования (NH4OH, (NH4)2SO4, H2SO4 и другие). Имеющиеся наблюдения по сравнительной частоте образования облаков и выпадения осадков в районах, относительно чистых и сильно загрязнённых, позволяют сделать вывод, что влияние загрязнённости воздуха на процессы облако- и осадкообразования весьма существенны. По Х.Ландсбергу загрязнение городской атмосферы приводит к тому, что облачность в городе по сравнению с сельской местностью больше на 510%, повторяемость туманов зимой на 100%, а летом на 30% больше, количество осадков больше на 510%. Кроме того, наблюдается повышение температуры воздуха в городе в среднем на 0,50,80C, а в таких огромных городах, как Париж, на 20C (максимальное повышение 100C, частично связанное с повышенной концентрацией сажевых и других частиц, вызывающих дополнительное поглощение солнечной радиации днём и парниковый эффект ночью). Все эти явления подтверждают тенденцию изменения климата Земли при всё более увеличивающихся масштабах антропогенного воздействия на структуру и состав атмосферы. Следовательно, перед человечеством стоят также задачи контроля процессов непреднамеренного воздействия на состояние атмосферы и управления этими процессами.

Восстановление вертикального профиля осадков из слоистообразных облаков по данным наземных измерений. При решении ряда вопросов прикладного характера, таких, как проектирование линий спутниковой связи, радиолокации атмосферы и других, возникает потребность в знании статистических характеристик атмосферных осадков на разных высотах.

К настоящему времени накоплен большой статистический материал по измерениям интенсивности осадков на уровне земли и проведены его климатические обобщения. Однако достаточно полных количественных измерений характеристик осадков в свободной атмосфере в настоящее время не имеется. Повторяемость различных характеристик осадков на высотах можно было бы установить косвенным путём, зная повторяемость осадков разных градаций интенсивности на поверхности земли и вертикальные профили, соответствующие каждой градации интенсивности. Так возникает задача о восстановлении расчётным путём вертикального профиля осадков на основании данных плювиографических измерений.

Рассмотрим решение такой задачи применительно к обложным осадкам, выпадающим из слоисто-дождевых облаков[82].

Постановка задачи предусматривает рассмотрение роста капель и выпадения осадков из слоисто-дождевых облаков на стадии их полного развития, когда осадки занимают всю толщу облачной атмосферы. Искомой величиной являются спектры осадков на разных уровнях, а в качестве заданной величины выбирается один из моментов функции распределения — интенсивность осадков на поверхности Земли. Однозначная связь между моментом функции распределения и спектром существует только при условии задания однопараметрической функции распределения частиц по размерам. Задание вида функции распределения является распространённым приёмом при параметризации микрофизических процессов в облаках и позволяет построить схему, описывающую вертикальный профиль осадков при помощи сравнительно простых отношений и констант, заимствованных отчасти из теории, отчасти из опыта.

Отличительными признаками слоистообразных облаков являются следующие:

квазистационарность, горизонтальная однородность и малая вертикальная скорость воздуха (w), так что выполняется условие w/v«1, где v — скорость падения частиц. Учитывая эти свойства слоистообразной облачности, преобразуем уравнение сохранения массы частиц осадков с учётом микрофизических процессов (где M — абсолютная водность осадков;

v — средневзвешенная по объёмам скорость движения частиц) к следующему более простому виду:

(8.6) Чтобы записать выражения для величин, входящих в (8.6), в явном виде, зададим функцию распределения по размерам (формула Маршалла — Пальмера):

(8.7) где D — диаметр частицы;

N(D)dD — концентрация частиц в интервале размеров Dm dD/2;

N0, — параметры (величина N0 мало изменяется и может быть задана и равна 8106 м-4 согласно эмпирическим данным).

Аналогичная формула применяется для описания спектра ледяных частиц. В этом случае в качестве величины, характеризующей размер частицы, берётся её эквивалентный диаметр — диаметр капли, образующейся при таянии частиц.

Средняя скорость падения частиц (v) по определению равна (8.8) где v(D) — скорость падения отдельной частицы. Скорость падения дождевой капли зададим в виде (8.9) где 0/exp(kz) — отношение плотности воздуха на уровне моря к плотности на уровне z, Скорость падения наиболее часто встречающихся в снегопадах обзернённых пластинчатых кристаллов задавалась в виде (8.10) где D — эквивалентный диаметр кристалла. Подставляя в (8.8) выражение скорости падения капель (8.9), получим (8.11) Подставив в (8.8) аналогичное выражение для кристаллов — (8.10), получим (8.12) Скорость коагуляционного роста рассмотрим в приближении непрерывного роста отдельных частиц. Будем предполагать, что общая водность облака складывается из водности мелких облачных частиц (m) и гидрометеорных частиц (M). Скоростью гравитационного оседания облачных частиц можно пренебречь по сравнению со скоростью оседания гидрометеорных частиц. Тогда скорость коагуляционного роста отдельной частицы осадков рассчитывается по следующему уравнению:

где E — коэффициент коагуляции;

m — абсолютная волность облачных капель, di — сечение объёма, из которого происходит вымывание облачных капель. Для жидких осадков di=D и скорость роста общей водности должна рассчитываться по формуле, полученной путём интегрирования по всем размерам скоростей роста отдельных частиц:

(8.13) Скорость коагуляционного роста кристаллов зависит от их размеров и ориентации во время падения. При Re0,1 несферические частицы стремятся ориентироваться таким образом, что их аэродинамическое сопротивление оказывается максимальным. Так как мы рассматриваем частицы с Re»0,1, то будем считать, что пластинчатые кристаллы ориентируются плоскостью поперёк потока.

Тогда связь между di и эквивалентным диаметром кристалла (D) описывается следующей эмпирической формулой:

где di и D выражены в метрах.

Аналогично (8.13) получаем уравнение для скорости роста общей водности кристаллов:

(8.14) Рассмотрим далее конденсационный рост и испарение частиц осадков. Уравнение для конденсационного роста и испарения отдельной капли, имеет следующий вид:

(8.15) Здесь S=ps/ps(T)-1 — относительное пересыщение, ps — парциальное давление водяного пара в воздухе;

ps(T) — давление насыщающего пара при температуре T (в Кельвинах) в облаке, где ps выражено в гектопаскалях;

1+0,23 Re1/2 — поправка на вентиляцию при падении. С точностью m15% можно аппроксимировать:

(8.16) Тогда, интегрируя скорость конденсационного роста отдельных капель формулы (8.15), получим выражение (8.17) Для расчёта конденсационного изменения массы отдельного кристалла применим уравнение конденсации для диска:

где Аппроксимация, аналогичная (8.16), приводит к выражению откуда, в свою очередь, легко получить выражение для роста общей массы кристаллов:

(8.18) Преобразуем теперь уравнение (8.6) к расчётному виду. В случае осадков в форме дождя из формулы (8.11) следует (8.19) Учитывая выражение (8.19) и уравнение (8.13) и (8.17), запишем формулу для вертикальной производной водности жидких осадков:

(8.20) Физический смысл членов в правой части (8.20) следующий: слагаемое, пропорциональное M, описывает влияние сжимаемости атмосферы на водность осадков;

слагаемые, пропорциональные M3/4 и M0,525, описывают влияние коагуляции и конденсации (испарения) соответственно.

Рассмотрим аналогичное уравнение для вертикального градиента водности осадков в виде снега. Из формулы (8.12) следует:

(8.21) Учитывая выражение (8.21), а также, (8.14) и (8.18), приходим к следующему уравнению:

(8.22) Граничным условием к уравнениям (8.20) и (8.22) служат значения водности (M) при z=0. Эти значения определяются по заданной интенсивности осадков из уравнения (8.23) где I — интенсивность осадков, мм/ч.

Полученные уравнения (8.20) и (8.22) совместно с граничными условиями — значениями M при z=0 — образуют математическую задачу, решение которой позволяет восстановить вертикальные профили водности осадков, исходя из заданных значений I на поверхности земли.

Задание функции распределения в виде (8.7) позволяет легко выразить ряд характеристик осадков через значение M (г/м3), исходя из определения водности:

(8.24) 1/4 1/ - где w — плотность воды. Запишем выражение для (м ): =42,1 N M.

Концентрация частиц осадков Ni (м-3) определяется из выражения Характерный размер частиц в спектре — диаметр частицы медианного объёма (8.25) В уравнения (8.20) и (8.22) входит ряд параметров, часть которых является константами, а остальные — функциями высоты.

Одним из наиболее важных параметров является водность облачных капель (m). Значения m задавались по эмпирическим данным. Была использована зависимость водности слоистообразных облаков от температуры. Исследования ряда авторов показали, что существует достаточно устойчивая статистическая связь между этими величинами.

Чтобы перейти от зависимости водность — температура к зависимости водность — высота, надо знать средние температурные профили при слоисто-дождевой облачности для разных сезонов.

Эти профили берутся из статистической модели атмосферы.

Здесь z — вертикальная мощность пятиградусного слоя. Расчёт производится последовательно для каждого слоя снизу вверх. При температуре выше нуля считается, что осадки существуют в виде дождя, при температуре ниже нуля — в виде снега.

Значение M на поверхности Земли (z=0) определяется по формуле (8.23), исходя из значений наземной интенсивности осадков, которые выбираются в соответствии с градациями, используемыми при статистической обработке измерений осадков.

Был производен расчёт вертикальных профилей осадков для климатических условий, например, средних широт и Арктики. При этом учитываются следующие параметры: эффективность коагуляции (0,8 для жидких осадков и 1,0 для кристаллов), N0=8106 м-4, относительная влажность в подоблачном слое (90%), высота нижней границы слоисто-дождевых облаков (500 м для средних широт и 350 м для Арктики), вертикальные профили температуры для разных сезонов при наличии слоисто-дождевых облаков, зависимость водности облаков от температуры.

Рисунок 8.6 Рисунок 8. На рис. 8.6 и 8.7 приведены результаты расчётов вертикальных профилей водности и некоторых других характеристик осадков для умеренных широт (рис. 8.6) и для Арктики (рис. 8.7).

На рис. 8.6 — множитель в показателе экспоненты формулы Маршалла-Пальмера;

Nt — общая концентрация частиц осадков;

D0 — диаметр частицы медианного объёма;

HH и H00C — высоты нижней границы облачности и нулевой изотермы.

При проведении расчётов полагалось, что эффективность коагуляции для жидких осадков равна 0,8, для кристаллов — 1. Относительная влажность под облаком постоянна и равна 90% (S=-0,1), высота нижней границы Ns равна 500 м для средних широт и 350 м — для Арктики. При расчётах задавались вертикальные профили температуры для разных сезонов года и зависимость водности облаков от температуры.

Отметим, что приведённые формулы дают описание интенсивности, водности и спектра частиц осадков на разных уровнях в атмосфере. Полученные расчётным путём результаты согласуются с имеющимися эмпирическими данными о структуре обложных осадков. Образование осадков и их интенсивность связаны с микрофизическим строением и вертикальной мощностью облаков. В основном осадки выпадают из облаков смешанного (вода/лёд) строения. Дождь, образующийся при таянии ледяных частиц, выпадает при средней толщине летних облаков около 3000 м.

Литература Аэрозоль и климат. Под ред. К.Я.Кондратьева. Л., Гидрометеоиздат, 1991, 541 с.

1.

Энергия и климат. Сборник статей. Пер. с англ. под ред. Г.В.Груза, С.С.Хмелевцева. Л., Гидрометеоиздат, 2.

1981, 303 с.

Ивлев Л.С., Андреев С.Д. Оптические свойства атмосферных аэрозолей. Л., Изд. ЛГУ, 1986, 358 с.

3.

Meszaros E. Fundamental of Atmospheric Aerosol Chemistry. Budapest, Ak. Kiado, 1999, 308 p 4.

Марчук Г.И., Кондратьев К.Я., Козодеров В.В., Хворостьянов В.И. Л.,Гидрометеоиздат, 1989, 648 с.

5.

Френкель Я.И. Теория явлений атмосферного электричества. М., Гостехизд., 1949, 155 с.

6.

Юнге Х. Химический состав и радиоактивность атмосферы. М., Мир, 1965, 423 с.

7.

Стыро Б.И. Самоочищение атмосферы от радиоактивных загрязнений. Л., Гидрометеоиздат, 1968, 293 с.

8.

Ивлев Л.С. Гетерогенная химия нижней атмосферы. Проблемы физики атмосферы, вып. 20. Физика и 9.

химия атмосферных аэрозолей. СПб, Изд. СПбГУ, 1997, с. 54-80.

Мак-Картни Э. Оптика атмосферы. М., Мир, 1979, 420 с.

10.

Матвеев Л.Т. Динамика облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1981, 311 с.

11.

Мейсон Б. Дж. Физика облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1961, 541 с.

12.

Физические основы теории климата и его моделирования. Л., Гидрометеоиздат, 1977, 271 с.

13.

Качурин Л.Г., Морачевский В.Г. Кинетика фазовых переходов воды в атмосфере. Л., Изд. ЛГУ, 1965, 143 с.

14.

Довгалюк Ю.А., Ивлев Л.С. Физика водных и других атмосферных аэрозолей. Изд. 2-е. СПб, Изд. СПбГУ, 15.

1998, 321 с.

Twomey S. Atmospheric Aerosols. Amsterdam, Elsevier, 1977, 348 p.

16.

Ивлев Л.С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л., Изд. ЛГУ, 1982, 366 с.

17.

Кондратьев К.Я., Москаленко Н.И., Поздняков Д.В. Атмосферный аэрозоль. Л., Гидрометеоиздат, 1983, 18.

224с.

Ивлев Л.С. Структурные и оптические характеристики морских аэрозолей. // Прикладные вопросы физики 19.

атмосферы. 1989, с. 113-121.

Аэрозольные исследования в экспедиции “Беринг” // Ивлев Л.С., Дмоховский В.И., Иванов В.А., 20.

Соломатин В.К. Труды Гл. геофиз. Обсерв., 1975, вып 363, с. 37-43.

Кэйдл Р. Твердые частицы в атмосфере. М., 1969, 284 с.

21.

Ивлев Л.С. Микроструктурные особенности аэрозолей вулканического происхождения. Оптика 22.

атмосферы и океана, т.9, № 8, 1996, с. 1039- Went F.W. Organic matter in the atmosphere and its possible relation to petroleum formation. Proc. Nat. Acad.

23.

Sci. U.S., 1960. Vol. 46, № 2, p. 212.

Altshuller A.P., Bufallini J.J. Photochemical aspects of air pollution. Environm. And Sci. Technol., 1971, vol. 5, 24.

№ 1, p. 39-63.


Химия нижней атмосферы./ Под ред. С.Расула. М., Мир, 1976, 408 с.

25.

Непреднамеренные воздействия на климат./ Под ред. М.И.Будыко. Л., 1974, 260 с.

26.

Детри Ж. Атмосфера должна быть чистой. М.,Прогресс, 1973, 379 с.

27.

Ивлев Л.С. Структура аэрозолей в стратосфере. Сб. Параметризация некоторых видов непреднамеренного 28.

и направленного воздействия на атмосферу. Л., 1984, с. 74-89.

Janicke R. Aerosol physics and chemistry. // In Landolf-Bernstein, Numerical Data and Functional Relationships 29.

in Sciene and Technology. New Series. Group V, G.Fischer (Ed.), 1988, vol. 4, p. 391-457.

Ивлев Л.С. Аэрозольная модель атмосферы. В сб. Проблемы физики атмосферы, 1969, вып. 8, с. 125-160.

30.

Almeida G.A., Koepke P., Shettle E. Atmospheric Aerolols: Global Climatologyy and Radiactive Characteristics.

31.

Ed. A.Deepak Publ.;

Hampton, USA, 1991, 549 p.

Розенберг Г.В., Горчаков Г.И., Георгиевский Ю.С., Любовцева Ю.С. Оптические параметры атмосферного 32.

аэрозоля. В сб. Физика атмосферы и проблемы климата. М., 1980, с. 216-257.

Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1986, 256 с.

33.

Селезнева Е.С. Атмосферные аэрозоли. Л., Гидрометеоиздат, 1966, 172 с.

34.

Aerosols and Atmospheric Chemistry. Ed by G.M.Hidy, N. Y. Academic Press, 1972, 237 p.

35.

Rosen J.M. The boiling point of stratospheric aerolols. J. App. Meteorol., 1971, vol. 10, № 6, p. 1044-1046.

36.

Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Оптико-локационная модель континентального аэрозоля. Новосибирск, Наука, 37.

1982, 198 с.

Гетерогенная химия атмосферы. Под ред. Штрайера Л., Гидрометеоиздат, 1986, 493 с.

38.

Брикар Дж. Влияние радиоактивности и загрязнения на элементы атмосферного электричества. В сб.

39.

Проблемы атмосферного электричества. Под ред. С.К.Коронити. Л., Гидрометеоиздат, 1969, с. 68-104.

Волощук В.М. Введение в гидродинамику грубодисперсных аэрозолей. Л., Гидрометеоиздат, 1961, 208 с.

40.

Волощук В.М. Кинетическая теория коагуляции. Л., Гидрометеоиздат, 1984, 284 с.

41.

Волощук В.М., Седунов Ю.С. Процессы коагуляции в дисперсных системах. Л., Гидрометеоиздат, 1975, 42.

320 с.

43. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию. М., Мир, 1987, 278 с.

44. Смирнов В.И. Скорость конденсационного и коагуляционного роста частиц аэрозолей. Труды ЦАО, вып 91, 1969, 119 с.

45. Соу С. Гидродинамика многофазных систем. М., Мир, 1971, 536 с.

46. Левин Л.М. Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей. М., 1961, 215 с.

47. Шишкин Н.С. Облака, осадки и грозовое электричество. Л., Гидрометеоиздат, 1964, 401 с.

48. Девис К., Дой Дж. Вода — зеркало науки. Л., Гидрометеоиздат, 1964, 148 с.

49. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. М., Химия, 1970, 638 с.

50. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. М., Изд. АН СССР, 1945, 203 с.

51. Friedlander S.K. Smoke, Dust and Haze, John Wiley and Sons, #4., Lond., Sidney., Toronto., 1977, 398 p.

52. Леонтович М.А. Введение в термодинамику. М., Физматгиз, 1961, 199 с.

53. Седунов Ю.С. Физика образования жидкокапельной фазы в атмосфере. Л., Гидрометеоиздат, 1972, 207 с.

54. Dufour J., Defay R. Thermodynamics of Clouds N.Y.-London, 1963, 255 p.

55. Мазин И.П., Шметер С.М. Облака. Строение и физика образования. Л., Гидрометеоиздат, 1983, 279 с.

56. Облака и облачная атмосфера. Справочник. Под ред. И.П.Мазина и А.Х.Хргиана. Л., Гидрометеоиздат, 1989, 648 с.

57. Русанов А.И., Кузьмин В.Л. О влиянии электрического поля на поверхностное натяжение полярной жидкости. Коллоидный журнал, 1977, т.39, № 2, с. 388-390.

58. Русанов А.И., Кузьмин В.Л., Гирс С.П., Довгалюк Ю.А. К исследованию механизма влияния заряда капли на скорость конденсационного роста. Труды ГГО, 1979, вып 405, с. 27-32.

59. Русанов А.И. К термодинамике нуклеации на загрязненных центрах. Докл. АН СССР, 1978, т. 238, № 4, с.

831-834.

60. Pruppacher H, Klett J.D. Microphysics of Clouds and Precipitaaion. D. Reidel. Publ. Co., 1978, 714 p.

61. Zettlemoyer A.C. Nucleation/ Dekker, 1969, № 4, s. 606.

62. Volmer M. Kinetik der Phasenbilding, Dresden und Leipzig, 1939, 213 p.

63. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л., Гидрометеоиздат, 1978, с.

64. Крыстанов Л. Избранные труды по физике атмосферы Л., 1968, 214 с.

65. Reiss H. The statistical mechanical theory of irrerversible condensation.

66. Бур Де Я. Динамический характер адсорбции. М., 1962, 290с.

67. Kiang C.S. e.a. Ternary nucleation applied to gas-to-particle conversion. J. Aerosol Sci., 1975, vol. 6, № 6, p. 465 478.п0 с.

68. Kasten F. Der Einfluss der Aerosol-Grossen Verteilung und ihrer Anderung mit der relativen Feuchte auf die Sichtwichte. Contrib. Atmosph. Phys., 1968, v. 41, p. 33-51.

69. Фукс Н.А. Испарение и рост капель в газообразной среде. М., 1958, 90 с.

70. Кирюхин Б.Ф., Красиков П.Н. Дождь и снег по воле человека. Л., Гидрометеоиздат, 1963, 186 с.

71. Литвинов Г.И. Осадки в атмосфере и на поверхности земли. Л., Гидрометеоиздат, 1980, 208 с.

72. Роджерс Р.Р. Краткий курс физики облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1979, 230 с.

73. Грин Х., Лейн В. Аэрозоли — пыли, дымы и туманы. Л., Химия, 1969, 429 с.

74. Фукс Н.А. Успехи механики аэрозолей. М., Изд. АН СССР, 1961, 351 с.

75. Гирс С.П., Довгалюк Ю.А. О механизмах заряжения облачных капель в теплых облаках. Обнинск, ВНИИГМИ-МЦД, 1975, 51 с.

76. Гирс С.П., Довгалюк Ю.А., Онучина С.К. К исследованию термодинамических условий равновесия в системе газ – заряженная капля. Труды ГГО, вып. 457, 19982, с. 52-58.

77. Гутман Л.Н. Введение в нелинейную теорию мезомасштабных процессов. Л., Гидрометеоиздат, 1972, 415с.

78. Бериташвили Б.Ш., Довгалюк Ю.А. К вопросу о взаимодействии развивающегося кучевого облака с окружающей средой. Труды ГГО, вып. 302, 1973, с. 24-30.

79. Бериташвили Б.Ш., Довгалюк Ю.А. О пересыщении пара в развивающемся мелкокапельном облаке.

Труды ГГО, вып 186, 1966, с. 113-119.

80. Довгалюк Ю.А. Некоторые особенности динамики развития конвективных облаков. Метеорология и гидрология, 1968, в.6, с.39-47.

81. Довгалюк Ю.А., Станкова Е.Н. Динамический аспект оценки стадий жизни кучево-дождевого облака.

Труды ВГИ, 1989, вып 76, с. 29-35.

82. Довгалюк Ю.А., Зинченко А.В. К решению задачи восстановления вертикального профиля осадков из слоисто-образных облаков. Труды ГГО, 1981, вып 439, с. 17-23.

83. Плауде Н.О. Исследование льдинообразующих свойств аэрозолей иодистого серебра и йодистого свинца.


Труды ЦАО, 1967, вып 80, с. 1-80.

84. Шметер С.М. Физика конвективных облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1972, 230 с.

85. Матвеев Л.Т. Основы метеорологии. Физика атмосферы. Л., Гидрометеоиздат, 1984, 751 с.

86. Довгалюк Ю.А., Учеваткина Т.С. Расчет роста капель и сферических частиц в конвективных облаках на машине “Урал”. Труды ГГО, 1963. Вып. 145, с. 3-12.

87. Веремей Н.Е., Довгалюк Ю.А., Ивлев Л.С. Усовершенствование метода описания микрофизических процессов и алгоритма их расчета в численной нестационарной модели конвективного облака, содержащего твердые грубодисперсные аэрозоли. В кн. Ест. и антропогенные аэрозоли. Материалы международной конф. 29.09 – 04.10.1997 г. СПб, 1998, с. 319-328.

88. Довгалюк Ю.А. Закономерности роста облачных капель при импульсном развитии конвективных облаков.

Труды ГГО, 1969, вып. 239, с. 54-61.

89. Пристли С.Х.Б. Турбулентный перенос в приземном слое атмосферы. Л., 1969, 122 с.

90. Бекряев В.И., Довгалюк Ю.А., Зинченко А.В. Определение некоторых свойств ансамбля конвективных облаков по данным аэрологического зондирования. Труды ГГО, 1979, вып. 405, с. 3-9.

91. Довгалюк Ю.А., Хворостовский К.С. К использованию наземных данных об интенсивности обложных осадков для восстановления вертикального распределения водности в облаках и в подоблачном слое.

Метеорология и гидрология, 1999, № 7, с. 5-13.

92. Rotty R.M., Mitchell J.K. Inst. For Energy Analysis Report Oak Ridhe, Associated Universities. 1974, 375 p.

93. Зайцев В.А. Размеры и распределение капель в кучевых облаках. Труды ГГО, 1948, вып. 13, с. 21-27.

94. Коган Е.Л., Мазин И.П., Сергеев Б.Н., Хворостьянов В.И. Численное моделирование облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1984, 182 с.

95. Баранов В.Г., Веремей Н.Е., Власенко С.С., Довгалюк Ю.А. Численная нестационарная модель конвективного облака, содержащегося твердые аэрозольные частицы. Вестник СПбГУ, сер. 4 (Физика и химия), 1997, вып. 3, с. 23-30.

96. Баранов В.Г., Довгалюк Ю.А., Станкова Е.Н. О возможности численного моделирования воздействия на конвективные облака с использованием нестационарной модели. Труды ГГО, 1984, вып. 482, с. 35-42.

97. Марчук Г.И. Численные методы в прогнозе погоды. Л., Гидрометеоиздат, 1968, 117 с.

98. Амитина И.М., Довгалюк Ю.А. К расчету характеристик полей конвективных облаков. Труды ГГО, 1979, вып. 405, с.10-15.

99. Бериташвили Б.Ш., Довгалюк Ю.А. Влияние теплоты фазовых преобразований на скорость диффузионных процессов в капельных облаках. Изв. АН СССР, Физ. Атм. и океана, 1966, т. 2, № 9, с. 53 56.

100. Горшков В.Г. Термическая устойчивость климата. Изв. РГО, 1994, т.126, вып. 3, с. 26-35.

101. Бекряев В.И., Довгалюк Ю.А., Зинченко А.В. К теории осадкообразования в капельных конвективных облаках. Труды ГГО, 1975, вып. 356, с. 33-44.

102. Мезингер Ф., Аракава А. Численные методы, используемые в атмосферных моделях. Л., Гидрометеоиздат, 1979, 134 с.

103. Ван де Хюлст. Рассеяние света малыми частицами. М., Иностр. Литер., 1961, 536 с.

104. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Оптика атмосферного аэрозоля. Л., Гидрометеоиздат, 1987, 254 с.

105. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. Д., Гостехиздат, 1957, 288 с.

106. Asano S., Yamamoto G. Light scattering by spheroidal particles. App. Opt., 1975, vol. 14, № 1, p. 29-34.

107. Волковицкий О.А., Павлова Л.Н., Петрушин А.Г. Оптические свойства кристаллических облаков. Л., Гидрометеоиздат, 1984, 198 с.

108. Васильев Е.Н., Седельникова З.В., Серегина А.Р. Дифракция плоской волны на диэлектрическом цилиндре.

Наклонное падение. Радиотехника и электр., 1986, т. 29, № 2, с. 183-187.

109. Фарафонов В.Г. Рассеяние света несферическими частицами. В сб. Проблемы физики атмосферы. Физика и химия атмосферных аэрозолей. 1997, вып. 20, с. 216-233.

110. Ивлев Л.С., Попова С.И. Комплексный показатель преломления диспергированной фазы атмосферного аэрозоля. Изв. АН СССР. Физика атм. и океана, 1973, т. 9, № 8, с. 1034-1043.

111. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М. Мир, 1986, 660 с.

112. Максименко В.В., Андреев Г.Б. Влияние формы проводящей аэрозольной частицы на ее светорассеивающие характеристики. В сб. Естественные и антропогенные аэрозоли. Материалы международной конфер. 29.09-04.10.1997., Санкт-Петербург, 1998., с. 189- 113. Hanel G. Computation of the extinction of visible radiation by atmospheric aerosol particles as a function of the relative humidity, based upon measured properties. Aerosol Sci., 1972, v. 3, p. 377-386.

114. Васильев А.В., Ивлев Л.С. Эмпирические модели и оптические характеристики аэрозольных ансамблей двухслойных частиц. Опт. атм. и океана, 1997, 10, №8, с.856-865.

115. Ивлев Л.С., Креков Г.М., Попова С.И., Рахимов Р.Ф. В кн. Исследование атмосферного аэрозоля методами лазерного зондирования. Новосибирск, Наука, 1980, с. 47-50.

116. Пришивалко А.П., Астафьева Л.Г. Поглощение, рассеяние и ослабление света обводненными частицами атмосферного аэрозоля. Препринт ИФ АН БССР. Минск, 1975, 45 с.

117. Зуев В.Е., Ивлев Л.С., Креков Г.М., Рахимов Р.Ф. Влияние микрофизических характеристик аэрозоля на прогнозирование его оптических свойств. 1. Мелкая фракция аэрозольных частиц. 2. Мнимая часть комплексного показателя преломления. Изв. Вузов. Физика. № 11, 1974, с. 128-130, № 4, 1975, с. 149-151.

118. Ивлев Л.С., Коростина О.М., Кунгурцева М.И., Смирнова Н.М. Оптические характеристики аэрозольной модели атмосферы. В сб. Проблемы физики атмосферы, Изд. ЛГУ, 1986, с. 132-145.

119. Ивлев Л.С., Кондратьев К.Я., Коростина О.М. Числкенное моделирование оптических характеристик облачных частиц сложного состава. Оптика атмосферы и океана, 1992, т. 5, № 11, с. 1194-1207.

120. Биненко В.И., Кондратьев К. Спектральные альбедо слоистообразной облачности в диапазоне длин волн 0,35-0,95 мкм. В сб. Труды ГГО, 1973, вып. 322, с. 68-76.

121. Ивлев Л.С., Коростина О.М., Лейва К.А., Мулья В.А. Моделирование оптических характеристик приземных аэрозолей в районе г. Мехико для сухого и влажного сезонов года. Оптика атмосферы и океана, 1993, т. 6, № 9, с. 1144-1150.

122. Ивлев Л.С. Аэрозольные исследования по программе АНЗАГ-87. В сб. Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды, 1989, вып. 12, с. 48-52.

123. Гаврилова Л.А., Ивлев Л.С. Радиационные модели атмосферных аэрозолей. В сб. Проблемы физики атмосферы. Физика и химия атмосферных аэрозолей, 1997, вып. 20, с. 178-208.

124. Kessler E. On the Distribution and Continuity of Water Substance in Atmospheric Circulation. Meteor.

Monograph, 1969, vol. 10, № 32, 84 p.

125. Власов С.А., Довгалюк Ю.А. Экспериментальные исследования адсорбции Н2О на тонких пленках ряда льдообразующих веществ. Труды ГГО, 1988, вып. 517, с. 124-132.

126. Власов С.А., Довгалюк Ю.А., Кочемировский А.С. Исследование адсорбции паров воды на неорганических льдообразующих веществах. Тез. докл. Всесоюзн. Конф. По АВ на гидромет. Процессы. Обнинск, 1987, с.

135.

127. Довгалюк Ю.А., Дубрович Н.А., Кузьмин В.Л. Расчет влияния поверхностного заряда капли на скорость нуклеации льда. Изв. АН СССР, Физ. Атм. и океана, 1990, т. 26, № 6, с. 627-632.

128. Дессен А. Можем ли мы изменить климат? Л., Гидрометеоиздат, 1969, 116 с.

Содержание Предисловие...................................................................................................................................... Глава 1. Аэрозольные частицы в атмосфере............................................................................. 1.1. Источники и химический состав атмосферных аэрозолей.................................................... 1.2. Структура атмосферных аэрозолей.......................................................................................... 1.3. Атмосферные ядра конденсации и сублимации.................................................................... 1.4. Атмосферные ионы и радиоактивные загрязнения............................................................... 1.5. Морфологическая структура атмосферных аэрозолей.......................................................... Глава 2. Аэромеханика многофазных систем........................................................................... 2.1. Движение частиц в воздушных потоках................................................................................. 2.2. Осаждение аэрозольных частиц.............................................................................................. Глава 3. Термодинамика фазовых переходов воды в атмосфере.......................................... 3.1. Основные свойства воды.......................................................................................................... 3.2. Условия фазового равновесия на границе раздела пар — жидкость................................... 3.3. Упругость насыщенного пара в зависимости от температуры и кривизны поверхности раздела фаз................................................................................................................. 3.4. Спонтанное и гетерогенное образование жидких и ледяных зародышей........................... Глава 4. Элементарные процессы в аэродисперсных системах............................................ 4.1. Конденсационный рост частиц................................................................................................ 4.2. Диффузионное заряжение облачных частиц.......................................................................... 4.3. Коагуляционный рост частиц.................................................................................................. 4.4. Коагуляционный рост заряда облачных частиц..................................................................... Глава 5. Динамика облаков......................................................................................................... 5.1. Общая постановка задачи облакообразования....................................................................... 5.2. Модель слоистообразного облака........................................................................................... 5.3. Условия устойчивости в атмосфере........................................................................................ 5.4. Конвективные вертикальные движения................................................................................. 5.5. Динамические модели конвективных облаков...................................................................... 5.6. Численные модели облаков..................................................................................................... Глава 6. Основы теории осадкообразования............................................................................ 6.1 Классификация осадков............................................................................................................ 6.2. Процессы укрупнения облачных частиц и образования осадков......................................... 6.3. Кинетическое уравнение коагуляции..................................................................................... Глава 7. Оптическое зондирование атмосферных аэрозолей................................................ 7.1. Взаимодействие электромагнитного излучения с дисперсными системами...................... 7.2. Оптические свойства несферических частиц......................................................................... 7.3. Оптические свойства неоднородных частиц.......................................................................... 7.4 Оптические свойства аэрозолей как фрактальных структур................................................. 7.5. Оптические модели атмосферных аэрозолей (общий подход)............................................. 7.6. Блочные радиационные модели атмосферных аэрозолей..................................................... 7.7. Оптические характеристики дымов........................................................................................ 7.8. Обратные задачи оптики атмосферных аэрозолей................................................................ Глава 8. Роль аэрозолей и облаков в формировании климата земли.................................. 8.1. Механизм воздействия аэрозолей и облаков на климат........................................................ 8.2 Взаимодействие аэрозолей и облаков...................................................................................... 8.3. Оптические и радиационные свойства облачности............................................................... 8.4. Облачные системы над городом (Загрязненные облака)...................................................... 8.5. Влияние аэрозолей на перенос радиации............................................................................... 8.6. Некоторые прикладные задачи физики атмосферных аэрозолей......................................... Литература........................................................................................................................................ Приложение 1...................................................................................................................................

Приложение 2...................................................................................................................................



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.