前向散射型能见度仪信息特性研究

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目前所见的基于测量雾散射光强估算大气能见度的仪器都没有对雾散射光强脉动规律进行深入研究及应用。本研究根据小尺度大气湍流特性,湍流过程中表征湍流特征的脉动量遵从“2/3定律”,对于描述湍流规律的空间函数可以通过泰勒的“冻结湍流”假设转换为时间函数等规律,参照大气折射率结构常数的定义构造雾的光强结构常数,并用外场实验中实际测量所得的数据计算了雾的光强结构常数,统计分析了雾的光强结构常数和能见度的内在规律,讨论了雾的光强结构常数时间上的最长、最短时间限度。文章第一部分介绍了与雾相关的基本概念,以及能见度探测的基本原理,指出目前所见的测量大气能见度的前向散射型能见度仪器都只是考虑散射光强的时间平均值而其随时间脉动变化的值均未利用。在第二部分介绍了小尺度大气湍流和大气光学湍流的规律,并强调在小尺度大气湍流过程中很多参量都满足“2/3定律”,且泰勒的“冻结湍流”假设可以实现时间函数和空间函数相互转换。在第三部分中由折射率结构常数引申引入雾的光强结构常数,计算三个不同雾过程的雾的光强结构常数,并对计算结果进行总结。指出雾的光强结构常数与能见度的关系对雾害的预警工作有一定的参考价值,有利于提高雾害预警的精确度。
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