一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，包括，S1：获取待预测地点的环境特征数据；S2：确定盐雾来源的风向方向以及所述待预测地点在该风向方向上是否存在陆地；S3：a)若风向方向50Km内无陆地，则盐雾浓度的预测模型公式为：，b)若风向方向50Km内有陆地，则盐雾浓度的预测模型公式为：，本发明专利技术适用于近海及深远海海洋环境盐雾空间分布预测。预测。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法


[0001]本专利技术涉及环境空气质量预测
，具体涉及一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法。

技术介绍

[0002]海盐粒子是从海面向空气中放出的微小液滴，并以液滴或盐核为例的状态悬浮在空气中，当沉积在金属或设备表面，会引起金属腐蚀和设备短路等故障。因此海洋环境中盐雾的浓度和沉降速率是进行大气腐蚀分类和评估的重要环境因素。
[0003]盐雾是大气中由含盐微小液滴所构成的弥撒系统，其成因主要是由于海洋中的海水剧烈地扰动，风浪破碎，海浪拍岸而产生大量的泡沫、气泡；气泡破裂时会产生微小的水滴，海水滴中的大部分因重力作用而降落；部分处于同涡动扩散保持平衡的状态而分布于海而上，随气流升入空中，经裂解、蒸发、混并等过程而演变成弥撒系统，形成大气盐核；在气流的作用下，其高度可达2000多米的高空，范围可扩散到距离海洋许多公里之处，甚至数百公里。盐雾生产主要计算两部分，一是海浪拍打海岸，一个是风浪自行破碎，公告号为CN114330415B的中国专利已阐述了一种对沿海陆上大气环境盐雾空间分布预测的方法，该方法中未将盐雾来源方式未作详细研究说明，尤其适用于待预测地点与盐雾来源之间的距离≤50Km的海洋盐雾近海空间分布的预测，适用范围较窄。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，针对海洋环境下盐雾的不同来源方式，获取环境特征数据，可以更加准确的获取海洋上空大气环境盐雾空间分布。
[0005]本专利技术的一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，包括：S1：获取待预测地点的环境特征数据；S2：根据所述环境特征数据，确定盐雾来源的风向方向以及所述待预测地点在该风向方向上是否存在陆地；S3：预测盐雾浓度，a)若所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内无陆地，则盐雾气溶胶来自海水自身运动，盐雾浓度的预测模型公式为：
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（1）其中，为盐雾来源处海洋盐雾浓度分布系数，与盐雾粒径尺寸有关，单位为个
·
s
·
m
‑1，为与盐雾粒径尺寸有关的常数，单位为个，为风速，单位为m
·
s
‑1，m
salt
为单个盐雾颗粒质量，单位为g，h为所述待预测地点海拔高度、所述预测地点海平面历年平均最大高潮位和所述预测地点海平面历年平均最大浪高的和，单位为m；
b)若所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内有陆地，则盐雾气溶胶来自海水自身运动和海浪撞击陆地两种形式，盐雾浓度的预测模型公式为：
ꢀꢀꢀ
（2）其中，为所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内无陆地，通过公式（1）获得的盐雾浓度，为盐雾粒子沉降速率，单位为m
·
s
‑1，L为所述待预测地点的离岸距离，单位为m，为常数，取决于海岸线类型及受海浪撞击海岸产生的盐雾影响，单位为个
·
s
·
m
‑3，为风速，单位为m
·
s
‑1，m
salt
为单个盐雾颗粒质量，单位为g，h为所述待预测地点海拔高度、所述预测地点海平面历年平均最大高潮位和所述预测地点海平面历年平均最大浪高的和，单位为m。
[0006]本专利技术适用于近海及深远海海洋环境的盐雾空间分布预测，根据待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内是否有陆地来区分盐雾气溶胶的来源形式后开展研究，建立海洋上空大气环境盐雾空间分布预测模型，可快速预测海洋上空的海盐粒子分布状况。
[0007]本专利技术还具有以下优选设计：本专利技术的所述待预测地点的环境特征数据包括区域海洋环境信息和气象资料历史数据，所述海洋环境信息包括待预测地点及其周边海水的盐度、历年平均最大高潮位、历年平均最大浪高，所述气象资料历史数据包括相对湿度RH、温度T、风速和风向，当所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内有陆地时，所述环境特征数据还包括该陆地的地理信息：海岸线类型。
[0008]本专利技术的所述盐雾来源处的盐雾粒径大小和盐雾气溶胶的高度分布通过现场监测获得，当无法测量所述盐雾来源处的盐雾粒径大小时，所述盐雾来源处的盐雾粒径按照以下公式取值：
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（3）式中u为与盐雾粒子吸湿相关的经验参数， RH为相对湿度，以百分比表示，0%＜RH＜100%，为干燥盐核颗粒粒径。
[0009]优选地，对于海面环境下u=3.9。
[0010]优选地，= 5
×
10
‑5cm。
[0011]本专利技术在无法开展现场海域测试时，所述公式（1）的系数和常数通过以下经常公式获得：，其中为盐雾粒径。
[0012]本专利技术所述公式（1）、公式（2）求解的关联公式如下：
1），为盐雾粒子沉降速率，单位为 m
·
s
‑1，2），g为重力加速度，单位为m
·
s
‑2，3），ρ
air
为空气密度，单位为kg
·
m
‑2，T为气温度，单位为
°
C，4），盐雾粒子的摩尔质量，单位为g
·
mol
‑1，5），η为环境空气动力粘度，单位为Pa
·
s，6），单位为 g。
[0013]本专利技术盐雾气溶胶密度的计算方式如下：沉积盐的潮解湿度，其中，T为环境温度，单位为
°
C，α、β为常数，当沉积盐的主要成分为氯化钠时有：。
[0014]；其中，为海水盐度，单位为g/m3， T为环境温度，单位为
°
C。。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：1. 本专利技术适用于近海及深远海海洋环境的盐雾空间分布预测，根据待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内是否有陆地来区分盐雾气溶胶的来源形式后开展研究，通过相对湿度RH、温度T、风速、风向、离岸距离L、海拔高度等易获取的数据，建立海洋上空大气环境盐雾空间分布预测模型，可快速预测海洋上空的海盐粒子分布状况。
[0016]2.本专利技术的海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，在各类海洋工程、设备的盐雾环境腐蚀性防控、大气腐蚀预测、以及海洋大气腐蚀地图绘制等方面均有重要作用，可作为经济建设的参考依据，具有重要意义。
具体实施方式
[0017]下面结合详细说明本专利技术的技术方案，以便本领域普通技术人员更好地理解和实施本专利技术的技术方案。
[0018]一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，包括，S1：获取待预测地点的环境特征数据，其中所述待预测地点的环境特征数据包括区域海洋环境信息和气象资料历史数据，所述海洋环境信息包括待预测地点及其周边海水的盐度、历年平均最大高潮位、历年平均最大浪高，所述气象资料历史数据包括相对湿度RH、温度T、风速和风向，当所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内有陆地
时，所述环境特征数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，其特征在于，包括：S1：获取待预测地点的环境特征数据；S2：根据所述环境特征数据，确定盐雾来源的风向方向以及所述待预测地点在该风向方向上是否存在陆地；S3：预测盐雾浓度，a)若所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内无陆地，则盐雾气溶胶来自海水自身运动，盐雾浓度的预测模型公式为：
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（1）其中，为盐雾来源处海洋盐雾浓度分布系数，与盐雾粒径尺寸有关，单位为个
·
s
·
m
‑1，为与盐雾粒径尺寸有关的常数，单位为个，为风速，单位为m
·
s
‑1，m
salt
为单个盐雾颗粒质量，单位为g，h为所述待预测地点海拔高度、所述预测地点海平面历年平均最大高潮位和所述预测地点海平面历年平均最大浪高的和，单位为m； b)若所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内有陆地，则盐雾气溶胶来自海水自身运动和海浪撞击陆地两种形式，盐雾浓度的预测模型公式为：
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（2）其中，为所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内无陆地，通过公式（1）获得的盐雾浓度，为盐雾粒子沉降速率，单位为m
·
s
‑1，L为所述待预测地点的离岸距离，单位为m，为常数，取决于海岸线类型及受海浪撞击海岸产生的盐雾影响，单位为个
·
s
·
m
‑3，为风速，单位为m
·
s
‑1，m
salt
为单个盐雾颗粒质量，单位为g，h为所述待预测地点海拔高度、所述预测地点海平面历年平均最大高潮位和所述预测地点海平面历年平均最大浪高的和，单位为m。2.根据权利要求1所述海洋上空大气环境盐雾空间分布预测方法，其特征在于：所述待预测地点的环境特征数据包括区域海洋环境信息和气象资料历史数据，所述海洋环境信息包括待预测地点及其周边海水的盐度、历年平均最大高潮位、历年平均最大浪高，所述气象资料历史数据包括相对湿度RH、温度T、风速和风向，当所述待预测地点在盐雾来源的风向方向50Km内有陆地时，所述环境特征数据还...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，王俊，汪洋，黄廷城，
申请(专利权)人：中国电器科学研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：