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云降水物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介
我國(guó)用于云物理和人工影響天氣研究的試驗(yàn)裝備不是很多，除上述系列云室外，還有一些根據(jù)相關(guān)研究目的研制的儀器設(shè)備。例如，冰質(zhì)粒碰凍過(guò)冷卻水滴而增長(zhǎng)是自然雹塊增長(zhǎng)的主要機(jī)制，用于研究碰凍增長(zhǎng)的條件與所形成的冰的微物理特征的關(guān)系進(jìn)而研究自然雹塊增長(zhǎng)的微物理過(guò)程的實(shí)驗(yàn)裝備(鄭國(guó)光1986)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備圍繞控制和測(cè)量碰凍生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)，包括一個(gè)容積為55 × 53 × 52 cm3的低溫冷室，溫度在0～-60℃可調(diào)，冷室中放置一小型風(fēng)洞，風(fēng)速20 m/s，靠水滴在負(fù)溫環(huán)境中逐漸冷卻成過(guò)冷水滴，過(guò)冷卻水滴平均直徑6.0～13.8μm，直徑18～35μm，控制水滴發(fā)生器的噴水率來(lái)調(diào)節(jié)含水量0.37～3.12 g/m3，并設(shè)計(jì)了基底轉(zhuǎn)動(dòng)裝置以模擬自然雹云中雹塊翻滾碰并生長(zhǎng)的規(guī)律。[1]
云降水物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備風(fēng)洞系統(tǒng)
又如，用于研究冰雪晶生長(zhǎng)的小型垂直風(fēng)洞系統(tǒng)(龔乃虎等1992)，它實(shí)現(xiàn)了風(fēng)、溫?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)采集，風(fēng)洞內(nèi)含水量測(cè)量方便易行，實(shí)驗(yàn)測(cè)量了溫度-5～-18℃、含水量0.5～3.0g/m3范圍內(nèi)冰雪晶生長(zhǎng)的習(xí)性、下落速度、線性尺度增長(zhǎng)率等諸參數(shù)。
用于模擬冰晶產(chǎn)生的非催化觸發(fā)機(jī)制研究的試驗(yàn)裝備(黃世鴻等1991)，該系統(tǒng)包括：一個(gè)370 L的冷室，溫度可達(dá)-25℃，溫度分布均勻(溫差不超過(guò)1℃)：超聲霧發(fā)生器，可產(chǎn)生眾數(shù)直徑為6μm(譜寬4～8μm)霧滴，由導(dǎo)管送入冷室，配有貯氣箱通過(guò)導(dǎo)管與壓縮機(jī)相連，有口徑0.4 cm、長(zhǎng)8 cm的噴管在冷室內(nèi)產(chǎn)生超聲速氣流。通過(guò)試驗(yàn)認(rèn)為超聲波和沖擊波的作用不一定能夠觸發(fā)過(guò)冷水滴凍結(jié)。而超聲速氣流的絕熱膨脹冷卻作用則是觸發(fā)冰晶產(chǎn)生的確切機(jī)制。[1]
云降水物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備冰雹切片機(jī)
冰雹切片機(jī)是開(kāi)展冰雹微物理研究的一項(xiàng)重要設(shè)備，國(guó)外使用的切片機(jī)有圓盤(pán)鋸和帶鋸兩種機(jī)型，其主要技術(shù)要點(diǎn)是：1、不論何種機(jī)型，均需在專(zhuān)門(mén)冷凍室(溫度約為-15℃)中操作；2、切片時(shí)，先將雹塊切成厚1～3 mm的厚切片，而后用銼刀、醫(yī)用刮成或圓盤(pán)鋸銑成厚十分之幾毫米的薄切片。國(guó)內(nèi)只有熱絲型切片機(jī)。為了開(kāi)展冰雹微結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)機(jī)理的研究，我國(guó)自行研發(fā)制造了機(jī)床式冰雹切片機(jī)(楊頌禧等1985)這臺(tái)切片機(jī)的功能與List(1961)的相似。主要包括主機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)工作臺(tái)和進(jìn)給變速系統(tǒng)、雹塊的凍結(jié)固定方法和電路控制組成，冷風(fēng)機(jī)主要部件有儲(chǔ)氣罐、氟利昂蒸發(fā)器、保溫層和空氣壓縮機(jī)組合成一個(gè)機(jī)組。切片難易的關(guān)鍵在于鋸刀的厚度和齒型，試驗(yàn)表明，該儀器已能滿足雹塊中晶體和氣泡含量等的有關(guān)定量分析要求。[1]
云降水物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備云霧粒子光固印模儀
利用光照固化的方法制造的云霧粒子光固印模儀，并進(jìn)行實(shí)地取樣試驗(yàn)。該光固印模儀主要由一臺(tái)特制的紫外光源及其配套電源組成。光固液的固化，需要強(qiáng)紫外線、而強(qiáng)紫外光源般又都是強(qiáng)熱源。在模制云霧粒子，尤其是冰雪晶時(shí)，顯然強(qiáng)熱源會(huì)引起冰晶融化，液滴蒸發(fā)。因此，光固模制云霧粒子的技術(shù)關(guān)鍵之一是需要強(qiáng)紫外冷光。對(duì)云滴、冰晶和沉降雪晶可以分別用兩種方法模制。對(duì)于懸浮云霧粒子用碰撞法，用電動(dòng)取樣器抽動(dòng)粒子與藥膜碰撞取樣。對(duì)于自然沉降的雪晶常采用掩埋法模制。通過(guò)對(duì)暖霧、過(guò)冷霧、混合霧和冰晶霧，并模制了各種類(lèi)型的雪晶。試驗(yàn)表明，用光固液模制的冰晶，結(jié)構(gòu)清晰，可以用于研究云霧粒子的細(xì)節(jié)研究。[1]
參考資料
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