一种细颗粒物湍流通量测量方法技术

本发明专利技术公开了一种细颗粒物湍流通量测量方法。本发明专利技术通过提高消光系数测量仪的采样频率，得到高频的气溶胶的散射消光系数，并在低能见度的条件下，依据细颗粒物的质量浓度与能见度之间存在近似的幂指数关系，利用瞬时的能见度脉动得到细颗粒物的质量浓度脉动，结合超声风温仪测量得到垂直速度脉动，得到细颗粒物湍流通量；本发明专利技术由消光系数脉动反算细颗粒物的质量浓度脉动，最后利用涡动相关法求出细颗粒物湍流通量，首次解决了细颗粒物的质量浓度脉动及其湍流通量的获取问题，为预报模式提供基础；并且操作简单，可实施性强，可与现有水热通量观测系统配套，也可单独构成观测系统，观测数据处理成熟。

【技术实现步骤摘要】
一种细颗粒物湍流通量测量方法
本专利技术属于空气污染气象学领域，具体涉及一种细颗粒物湍流通量的测量方法。
技术介绍
大气探测中，消光系数测量仪通过测量散射光强来得到消光系数，消光系数测量仪采用前向散射的原理设计的。消光系数测量仪发射器发射红外射线测量采样体积内的大气的散射光强，通过散射光强来有效的计算消光系数。受测量精度的限制，消光系数测量仪不能获得高频采样数据，采样时间最快也仅仅达到1分钟。但是，这样的采样频率对于得到消光系数的高频脉动和进行湍流分析及相应的湍流通量计算是远远不够的。现有技术中，用于湍流通量获取的基本方法有：涡动相关法、Bowen比能量平衡法和空气动力学方法。其中，涡动相关法符合湍流通量的原始定义，原理严谨，简单直接。但需要高精度、响应速度极快的湍流脉动传感器。由于目前还没有直接获得细颗粒物的质量浓度高频数据的仪器，所以就无法利用涡动相关法计算细颗粒物湍流通量。
技术实现思路
为了解决细颗粒物湍流通量的直接获取问题，本专利技术提出了一种细颗粒物湍流通量的测量方法。本专利技术的细颗粒物湍流通量的测量方法，包括以下步骤：1)提高消光系数测量仪的采样频率f，得到高频的气溶胶的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细颗粒物湍流通量的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：1)提高消光系数测量仪的采样频率f，得到高频的气溶胶的散射消光系数bspi，i＝1，2，3，……，N，N为采样个数，为自然数，bspi为采样点i的气溶胶的散射消光系数；2)对高频的气溶胶的散射消光系数bsp做雷诺分解，得到气溶胶的散射消光系数脉动：

【技术特征摘要】
1.一种细颗粒物湍流通量的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：1)提高消光系数测量仪的采样频率f，得到高频的气溶胶的散射消光系数bspi，i＝1，2，3，……，N，N为采样个数，为自然数，bspi为采样点i的气溶胶的散射消光系数；2)对高频的气溶胶的散射消光系数bsp做雷诺分解，得到气溶胶的散射消光系数脉动：气溶胶的散射消光系数在一段时间的均值；3)由于气溶胶的吸收消光和大气分子的吸收消光较小，以气溶胶的散射消光系数作为大气总的消光系数，得到采样点i的能见度vi：vi＝3.912/bspi得到能见度脉动为能见度在一段时间的均值；4)将气溶胶的散射消光系数脉动和能见度脉动做频谱分析，利用傅里叶变换得到消光系数谱Sb(n)和能见度谱Sv(n)；5)根据湍流科尔莫戈罗夫理论，气溶胶的散射消光系数和能见度作为标量，其谱函数Sb(n)和Sv(n)与频率n之间在惯性副区满足-2/3幂次关系，并且在谱图上谱线上翘处即为噪声信号，从而得到噪声信号所在频率n；6)根据傅里叶变换关系，将低于频率n的数据重构，得到处理后的气溶胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：任燕，张宏昇，鞠婷婷，康凌，蔡旭辉，宋宇，高迎鹏，王鹏飞，张仁健，武云飞，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11