雪面上湍流谱特征研究

采用35 m铁塔上的超声风速仪数据,分析了雪面上近地层速度和温度谱,发现不同稳定度的湍流谱在高频时合并在一起,而低频谱并没有随稳定度呈现规律性变化,但随平均风速分开.给出了与稳定条件无关的雪面上湍流谱的拟合公式.并检验了雪面上局地各项同性假设.用归一化谱拟合谱幂率,拟合结果与-5/3的符合度高达85%.速度谱和温度谱惯性区谱幂率都集中分布在-5/3附近.惯性子区速度谱幂率与稳定度没有明显关系,温度谱中性时偏离比较大.     

一次冰雹期间郊区下垫面大气湍流统计特征分析

利用2012年2月28日至3月1日在合肥市郊的35 m气象塔上测量得到的湍流观测数据,对不同稳定度条件下的湍流谱、局地各向同性和风速归一化标准差进行了分析。实验期间有短暂的冰雹过程。结果表明,惯性子区对应于无因次频率为0.02~2的范围,惯性子区的大小和局地各向同性均与稳定度有关;稳定度越高,惯性子区越小;稳定度越低,惯性子区越大;在稳定和不稳定条件下, s_w/u_*随稳定度的变化基本上满足1/3次方定律,在近中性层结条件下, s_w/u_*=1.12;冰雹发生前后,风速,动量通量和感热通量出现剧烈变化,表明在冰雹发生前后的短时间内,出现了强对流天气过程。     

合肥地区大气湍流随高度分布日变化特性分析

大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度的重要参数.利用QHTP-2型温度脉动探空仪对C2n进行了实地探测,通过对大量探空实验数据的统计分析得出了合肥地区0～35 km高度C2n分布廓线和日变化特性,对合肥地区的大气湍流结构特性有了比较清晰的认识,研究结果为进一步进行湍流特征和大气性质的遥感探测及实际激光工程应用提供了有意义的参考.     

城市粗糙子层内湍流特性研究—以合肥一站点为例

城市边界层粗糙子层内的平均场和湍流场特征通常利用局地相似理论来描述,但在很多场合仍然适用于Monin-Obukhov相似性理论.在合肥城区开展气象观测,获取粗糙子层内两不同高度的风速温度数据,分析Monin-Obukhov相似性理论与局地相似性理论的差异,同时分析风速、温度的归一化标准差与局地稳定度的关系随高度的变化....     

湿度起伏对可见光波段C2n影响的再研究

用Li7500 CO2/H2O分析仪直接测量了近海边湿度起伏数据,结合温度脉动仪和超声风速计测量的数据,计算出湿度、温度和温湿相关项的结构常数,研究了湿度起伏对C2n的影响.结果表明:对于可见光,相对于温度起伏而言,湿度起伏和温湿相关项的贡献都很小.实验期间不论是白天还是夜晚,都有与Kolmogorov-5/3谱相近的温度谱和湿度谱存在,并且,在低波数区出现-1次方谱幂率,绝大部分湿度谱幂率值处于-5/3土0.2的区间内.     

一次大雪后大气气溶胶变化个例分析

2008年1月10日至2月2日我国发生了大范围持续性低温雨雪冰冻极端天气灾害,在1月29～31日雨雪已止、天气转晴的三天内,于合肥地区进行多种大气参数包括温度、相对湿度、风速、湍流折射率结构常数、气溶胶粒子谱分布、数浓度、散射系数和吸收系数等的连续观测,获得一批与冬季常规观测明显不同的实验结果.给出了这一个例中大气气溶...     

近海边湍流谱特征分析

采用三维超声风速仪测量了近海边三维风速和虚温数据.谱分析表明:近海边近地层湍流基本满足局地均匀各向同性的假定.提出了一种确定谱幂率的方法-连续滑动线性回归法,对利用此法算出的风速谱谱幂率和温度谱谱幂率进行统计分析发现,风速谱谱幂率概率分布于以"-5/3"为中心的置信区间内,基本上满足Komogorov的"-5/3"定律;而温度谱幂率的概率分布则偏离"-5/3".结合层结稳定度分析发现:在稳定层结下,44.3%的温度谱幂率满足"-5/3";在不稳定层结下,16.1%的谱幂率满足"-5/3".据此认为,大气层结状态可能是造成温度谱幂率偏离"-5/3"的主要原因.     

典型地区大气光学湍流测量与模式研究

在东南沿海地区、合肥地区和西北干旱地区进行了常规气象参数和光学湍流的测量.从地域气候上分析三个实验点所具有的典型特征.分析了不同下垫面对近地面光学湍流强度的影响,提出了近地面和高空光学湍流估算方法,并探讨了光学湍流的预报模式.Bulk方法可用于估算陆地和海面上的Cn2.通过对输入参数进行适当调整,近地面湍流预报模式估算结果和实际测量结果在量级和变化趋势上较为一致.可以用常规气象参数估算光学湍流廓线,合肥上空的光学湍流可以用Hufnagel模式进行拟合.     

大气折射率结构常数C2n高度分布统计特性分析

大气折射率结构常数C2n是表示大气光学湍流强度的一个重要参数,利用温度脉动探空仪对合肥地区大气折射率结构常数进行了长期连续的实地探空测量,对大量探空实验数据的统计分析得出合肥地区(0～25 km)折射率结构常数随高度的分布廓线,并对其进行统计矩和概率分布的分析,研究表明合肥地区大气湍流随高度分布基本符合对数正态分布,昼...     

湿度起伏对可见光波段Cn^2影响的再研究

用Li7500 CO_2/H_2O分析仪直接测量了近海边湿度起伏数据,结合温度脉动仪和超声风速计测量的数据,计算出湿度、温度和温湿相关项的结构常数,研究了湿度起伏对C_n~2的影响。结果表明:对于可见光,相对于温度起伏而言,湿度起伏和温湿相关项的贡献都很小。实验期间不论是白天还是夜晚,都有与Kolmogorov-5/3谱相近的温度谱和湿度谱存在,并且,在低波数区出现-1次方谱幂率,绝大部分湿度谱幂率值处于-5/3±0．2的区间内。     

Photocurrent derivative spectra of ZnCdSe-ZnSe double multi-quantum wells

Photocurrent (PC) spectra of ZnCdSe-ZnSe double multi-quantum wells are measured at different temperature. Its corresponding photocurrent derivative (PCD) spectra are obtained by computing, and the PCD spectra have greatly enhanced the sensitivity of the relative weak PC signals. The polarization dependence of the PC spectra shows that the transitions observed in the PC spectra are heavy-hole related, and the transition energy coincide well with the results obtained by envelope function approximation including strain. The temperature dependence of the photocurrent curves indicates that the thermal activation is the dominant transport mechanism of the carriers in our samples. The concept of saturation temperature region is introduced to explain why the PC spectra have different temperature dependence in the samples with different structure parameters. It is found to be very useful in designing photovoltaic devices.     

近地层大气光学湍流自动观测系统

利用CSAT3三维超声风速仪与WXT520多功能气象传感器组成近地层光学湍流自动观测系统,使用太阳能电池供电和无线传输实现无人值守,可同时测量常规气象参数和大气折射率结构常数Cn2。系统包含一个控制中心和三个测量子站,可同时对三个测量点进行观测。通过对超声虚温进行湿度修正后得到真实温度,采用单点温度脉动法计算大气折射率结构常数Cn2,计算结果与温度脉动仪实测Cn2吻合较好。本系统可适应复杂恶劣的测量环境,性能稳定可靠,且测量子站可扩展。     

基于碳纳米管宏观体的热线式流速探针

提出一种基于双壁碳纳米管(CNTs)宏观体的新型热线流速探针,该探针采用微加工技术组装热敏感元件并通过在接触区电沉积镍颗粒提高敏感结构的稳定性。作为热线元件的CNTs有比铂丝更高的电阻温度系数,温度为293～393K时,其电阻温度系数从0.3727%/°C逐渐增加至0.5601%/°C。根据热平衡原理,通过恒流模式测量同一个探针在不同流场中输出电压的变化来计算电阻的变化,从而得到流速的大小。实验表明,该CNTs流速探针的灵敏度比传统的热线流速计高,重复性好,作为热线敏感材料是可行的。     

原子发射双谱线测温常数静态标定实验研究

为了实现恶劣环境下瞬态高温的精确测量,设计了基于原子发射双谱线测温原理的光电测温器。采用高温黑体炉对光电测温器进行特定常数静态标定实验,选用CuⅠ 510.5nm和CuⅠ 521.8nm两条波长间隔小的谱线作为测温时的温标谱线,得到了测温常数A的值为0.1083,B的值为628.387。对标定后的光电测温器进行Cu燃烧温度场温度测试实验,并与计量部门标定过的M5型红外测温仪测量的标准温度进行比较。结果表明,两种方法测得温度的平均相对误差为1.3%。该研究为原子发射双谱线测温法准确测量瞬态高温提供了理论依据。     

格栅式风口风量测量修正系数实验研究

实际工程中对风口风量的测量,常用测定风口风速和面积值获得,受现场测量条件及方法的影响,所测风速计算所得风量与实际风量有一定差距.利用标准风洞试验台对测定风速计算风量的修正系数进行了实验研究,对格栅式风口进行了不同风量、测试距离、测试仪器和计算面积的修正系数实验,实验结果表明,热线风速仪在风速1 m/s～6 m/s范围内、测距为10 cm～30 cm之间,修正系数为0.84～0.90,大叶型风速仪在风速2 m/s～6 m/s范围内、测距为10 cm～30 cm之间,修正系数为0.85～0.90,从而为现场风量测量提供了简便准确的依据.     

傅里叶变换红外吸收光谱的温度修正方法研究

利用HITRAN数据库中常温下的线强参数修正到了测量温度,利用算法得到合成校准光谱。将合成校准光谱和实验得到的光谱进行非线性最小二乘拟合,从而得到不同温度下的标准CH4浓度。这种反演算法在常温下具有很高的精度,但随着温度的升高,浓度反演的误差逐渐增大。因此,有必要对高温气体反演进行温度修正,利用分区间给出温度修正系数的方法,结合HITRAN数据库,得到了较好的合成校准光谱。     

浑水流速的激光测量

实验获得了激光穿过浑水的功率衰减系数和相干性变化。动态下测量了浑水流动速度和多普勒信号特性。得出激光测速的浑水最佳浓度和极限浓度。并用一简化模型对动态实验进行分析,所得结果与实验一致。     

基于光谱采样率的反卷积算法分析

反卷积方法是提高光谱仪分辨率的重要手段。采用空域迭代反卷积和频域维纳滤波对多纵模激光器光谱进行数据仿真,并在不同光谱仪采样率条件下,比较了迭代反卷积和维纳滤波结果。仿真结果表明,迭代反卷积和维纳滤波可以有效消除光谱仪仪器响应函数引起的光谱展宽,提高光谱仪分辨率。在光谱仪采样率低的情况下,迭代反卷积的分辨率增强效果优于维纳滤波。随着采样率的增加,维纳滤波的误差小于迭代反卷积。实验分别测量了单纵模和多纵模632.8nm He-Ne激光器光谱,并对测量结果进行反卷积处理。结果表明,低分辨率光谱仪测量的激光器光谱经反卷积处理后与高分辨率光谱仪直接测量结果一致。