【技术实现步骤摘要】
一种沙尘气溶胶湍流通量测量系统及其测量方法
本专利技术属于空气污染气象学领域，具体涉及一种沙尘气溶胶湍流通量的测量系统及其测量方法。
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。沙尘质量浓度γ和沙尘探测系统输出电压值在一定条件下有一个正比例关系式。消光系数测量仪的发射器发射红外射线，接收器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、波文(Bowen)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。野外获取沙尘通量的方法主要分为两种：一种为应用基于莫宁-奥布霍夫(M-O)相似性的空气动力学方法计算垂直沙尘通量；另一种为通过野外观测获取水平跃移通量，根据垂直沙尘通量与水平跃...
【技术保护点】
1.一种沙尘气溶胶湍流通量的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：消光系数测量仪、沙尘测量仪和超声风温仪；其中，消光系数测量仪包括发射器和接收器，发射器的光源采用白光光源，在白光光源前安装周期转动的遮光器；提高消光系数测量仪的采样频率f，f为1～10HZ，遮光器的频率亦为f，即在一个采样点，光源没有被遮挡，在下一个采样点，光源被遮挡，分别得到不遮光的散射消光系数和遮光的散射消光系数，取二者的差，起到实时校准的目的，从而得到消除外界光源影响的高频的气溶胶的散射消光系数，然后得到瞬时的能见度脉动；通过沙尘测量仪得到沙尘气溶胶的质量浓度，依据沙尘气溶胶的质量浓度与能见度之间存在...
【技术特征摘要】
1.一种沙尘气溶胶湍流通量的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：消光系数测量仪、沙尘测量仪和超声风温仪；其中，消光系数测量仪包括发射器和接收器，发射器的光源采用白光光源，在白光光源前安装周期转动的遮光器；提高消光系数测量仪的采样频率f，f为1～10HZ，遮光器的频率亦为f，即在一个采样点，光源没有被遮挡，在下一个采样点，光源被遮挡，分别得到不遮光的散射消光系数和遮光的散射消光系数，取二者的差，起到实时校准的目的，从而得到消除外界光源影响的高频的气溶胶的散射消光系数，然后得到瞬时的能见度脉动；通过沙尘测量仪得到沙尘气溶胶的质量浓度，依据沙尘气溶胶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沙尘气溶胶的质量浓度脉动C′，结合超声风温仪测量得到垂直速度脉动w′，得到沙尘气溶胶湍流通量F。2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述遮光器连接至控制器，通过控制器控制遮光器转动的周期。3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述控制器采用电磁阀。4.一种如权利要求1所述的沙尘气溶胶湍流通量系统的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：1)发射器的光源采用白光光源，在白光光源前安装周期转动的遮光器，提高消光系数测量仪的采样频率f，遮光器的频率为f，即在一个采样点，光源被遮挡，下一个采样点，光源没有被遮挡，在第2i和第2i-1个采样点，分别得到不遮光的散射消光系数bspi1和遮光的散射消光系数bspi0，二者做差，得到高频的气溶胶的散射消光系数bspi＝bspi1-bspi0，i＝1，2，3，……，N/2，N为采样个数，为偶数，bspi为第2i个采样点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)以气溶胶的...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠婷婷，张宏昇，任燕，康凌，蔡旭辉，宋宇，高迎鹏，王鹏飞，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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