實(shí)習(xí)一云凝結(jié)核探測與資料處理

1、1 1、課程安排、課程安排: 云凝結(jié)核探測與資料處理云凝結(jié)核探測與資料處理 污染氣體的監(jiān)測方法及資料分析污染氣體的監(jiān)測方法及資料分析 照相測煙云擴(kuò)散方法照相測煙云擴(kuò)散方法 雙經(jīng)緯儀測定氣球的空間坐標(biāo)雙經(jīng)緯儀測定氣球的空間坐標(biāo) 2 上上 機(jī)機(jī) 周周 星星 期期 節(jié)節(jié) 次次 地點(diǎn)地點(diǎn)內(nèi)容內(nèi)容 3 五五34 實(shí)驗(yàn)大樓實(shí)驗(yàn)大樓2號樓號樓 N410 云凝結(jié)核云凝結(jié)核 6N301污染氣體污染氣體 10N201 照相測煙云照相測煙云 11N201 15N201 雙經(jīng)緯儀雙經(jīng)緯儀 16N201 2、上機(jī)安排、上機(jī)安排 大物大物08(1)班班;大物大物08(2)班班-上機(jī)上機(jī)1班班 3 注：注： 記得帶鞋套記得

2、帶鞋套 上上 機(jī)機(jī) 周周 星星 期期 節(jié)節(jié) 次次 地點(diǎn)地點(diǎn)內(nèi)容內(nèi)容 3 五五34 實(shí)驗(yàn)大樓實(shí)驗(yàn)大樓2號樓號樓 N406 云凝結(jié)核云凝結(jié)核 6N305污染氣體污染氣體 10N206 照相測煙云照相測煙云 11N206 15N206 雙經(jīng)緯儀雙經(jīng)緯儀 16N206 人影人影08(1)班班;大環(huán)大環(huán)08(1)班班-上機(jī)上機(jī)2班班 3、實(shí)習(xí)要求：、實(shí)習(xí)要求： 遵守紀(jì)律，愛惜儀器，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后整理遵守紀(jì)律，愛惜儀器，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后整理 儀器，按時(shí)交實(shí)驗(yàn)報(bào)告儀器，按時(shí)交實(shí)驗(yàn)報(bào)告 成績成績 以平時(shí)的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績作參考給以平時(shí)的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績作參考給 出期末成績出期末成績 4、本門課程涉及到的其他

3、課程及課本：、本門課程涉及到的其他課程及課本： 云降水物理學(xué)云降水物理學(xué) 大氣探測學(xué)大氣探測學(xué) 現(xiàn)代氣象探測現(xiàn)代氣象探測 污染氣象學(xué)污染氣象學(xué) 大氣化學(xué)大氣化學(xué) 5、所用軟件、所用軟件 Excel 、Fortran（或（或C）、）、Matlab 、 Adobe Photoshop 等等 7 實(shí)驗(yàn)一：云凝結(jié)核探測與資料處理實(shí)驗(yàn)一：云凝結(jié)核探測與資料處理 一、實(shí)習(xí)目的：一、實(shí)習(xí)目的： 1） 學(xué)會(huì)使用云凝結(jié)核計(jì)數(shù)器、掌握學(xué)會(huì)使用云凝結(jié)核計(jì)數(shù)器、掌握 儀器工作原理；儀器工作原理； 2） 掌握數(shù)據(jù)分析方法掌握數(shù)據(jù)分析方法 8 補(bǔ)充知識：補(bǔ)充知識： 大氣中的水汽能在其上凝結(jié)而成小水滴大氣中的水汽能在其上凝

4、結(jié)而成小水滴 的懸浮微粒，通常稱凝結(jié)核的懸浮微粒，通常稱凝結(jié)核 大氣凝結(jié)核由固態(tài)物質(zhì)、溶液滴或兩者的混大氣凝結(jié)核由固態(tài)物質(zhì)、溶液滴或兩者的混 合物組成，其化學(xué)成分很復(fù)雜，最常見的是合物組成，其化學(xué)成分很復(fù)雜，最常見的是 氯、氮、碳、鎂、鈉、鈣等化合物。氯、氮、碳、鎂、鈉、鈣等化合物。 云凝結(jié)核濃度云凝結(jié)核濃度 水汽能在其上凝結(jié)成云滴或霧水汽能在其上凝結(jié)成云滴或霧 滴的微粒稱為云（霧）凝結(jié)核滴的微粒稱為云（霧）凝結(jié)核 9 空氣相對濕度未達(dá)空氣相對濕度未達(dá)100%為未飽和，達(dá)為未飽和，達(dá) 100%為飽和，超過為飽和，超過100%為過飽和，超過為過飽和，超過 100%的部分稱過飽和度。的部分稱過飽和

5、度。 云凝結(jié)核的濃度與水汽過飽和度有密切云凝結(jié)核的濃度與水汽過飽和度有密切 的關(guān)系，水汽過飽和度越大，云凝結(jié)核的的關(guān)系，水汽過飽和度越大，云凝結(jié)核的 濃度也越大濃度也越大 10 二、云凝結(jié)核計(jì)數(shù)器簡介二、云凝結(jié)核計(jì)數(shù)器簡介 儀器結(jié)構(gòu) 工作原理 軟件介紹 11 儀器結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu) 外觀外觀 凈重：凈重：170磅（磅（63.5公斤）公斤） 55cm*60cm*100cm 12 內(nèi)置操作系統(tǒng)內(nèi)置操作系統(tǒng) 供水瓶供水瓶 抽水瓶抽水瓶 OPC 進(jìn)氣管進(jìn)氣管 儀器結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu) 云室云室 加濕器加濕器 流量調(diào)流量調(diào) 節(jié)閥節(jié)閥 13 14 28V電源線電源線 接口接口 開關(guān)開關(guān) 進(jìn)氣口進(jìn)氣口 排氣口排氣口 VI

6、DEO TOUCH SCREEN DATA OUT LCD POWER keyboard usb ethernet mouse 15 連續(xù)氣流、連續(xù)氣流、 熱梯度、可設(shè)單一過飽和度、自動(dòng)云室加濕熱梯度、可設(shè)單一過飽和度、自動(dòng)云室加濕 、粒子分為、粒子分為20檔（檔（0.75-10um） 過飽和度過飽和度ss范圍范圍0.1% 到到1% 樣本流：樣本流：50volume cc/min 鞘流：鞘流：450volume cc/min 內(nèi)置操作系統(tǒng)內(nèi)置操作系統(tǒng) 16 C C N 主主 要要 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 示示 意意 圖圖 云云 室室 50 cc/min 450 cc/min 17 云室內(nèi)壁維持一定量的水流

7、以保持濕潤云室內(nèi)壁維持一定量的水流以保持濕潤 。由于從云室內(nèi)壁向云室內(nèi)部的水汽擴(kuò)散。由于從云室內(nèi)壁向云室內(nèi)部的水汽擴(kuò)散 比熱擴(kuò)散快，因而在云室的垂直中心線區(qū)比熱擴(kuò)散快，因而在云室的垂直中心線區(qū) 域達(dá)到最大的過飽和度。域達(dá)到最大的過飽和度。 環(huán)境空氣進(jìn)入儀器后被分為采樣氣流環(huán)境空氣進(jìn)入儀器后被分為采樣氣流 和鞘流兩部分。經(jīng)過過濾和加濕、沒有氣和鞘流兩部分。經(jīng)過過濾和加濕、沒有氣 溶膠粒子的鞘流環(huán)繞在采樣氣流周圍進(jìn)入溶膠粒子的鞘流環(huán)繞在采樣氣流周圍進(jìn)入 云室，可以把采樣粒子限制在云室垂直中云室，可以把采樣粒子限制在云室垂直中 心線區(qū)域。采樣粒子在設(shè)定的過飽和度下心線區(qū)域。采樣粒子在設(shè)定的過飽和度下

8、 活化增長。活化增長。 活化后的粒子進(jìn)入云室下面的光學(xué)粒子活化后的粒子進(jìn)入云室下面的光學(xué)粒子 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(OPC) ，OPC內(nèi)照射激光的波長為內(nèi)照射激光的波長為 660 nm，通過粒子側(cè)向散射計(jì)算得到活化，通過粒子側(cè)向散射計(jì)算得到活化 的的CCN粒子尺度和個(gè)數(shù)。粒子尺度和個(gè)數(shù)。 工作原理工作原理 18 軟件介紹軟件介紹 19 Supersaturation Settings Tab (SS) 過飽和度設(shè)置界面過飽和度設(shè)置界面 20 Temperature Tab (Temps) 21 Flows Tab (Flows) 22 Optical Particle Counter Tab (OPC

9、) The normal operating range for this voltage is 0.25-0.30 volts 23 Alarm Monitor (Monitor) 24 Chart Properties (Chart) 25 Program Control Tab 26 儀器操作儀器操作 開機(jī)：連接電源、打開開關(guān)開機(jī)：連接電源、打開開關(guān) 關(guān)機(jī)：關(guān)機(jī)：progshutdown,關(guān)操作系統(tǒng)關(guān)操作系統(tǒng) 27 三、數(shù)據(jù)分析方法及要求三、數(shù)據(jù)分析方法及要求 FileFile : : c:CCN dataCCN data 080725214614.csvc:CCN dataCCN da

10、ta 080725214614.csv Date Date 07/25/0807/25/08 TimeTime21:46:1421:46:14 TimeTime Current Current SSSS Temps Temps StabilizedStabilized Delta TDelta T T1 SetT1 Set. CCNCCN Number Number ConcConc 21:46:1421:46:140.50.50 08.58.529.1329.13.2212.652212.65 21:46:1521:46:150.50.50 08.58.529.1329.13.2176.52

11、176.5 21:46:1621:46:160.50.50 08.58.529.1329.13.2067.052067.05 21:46:1721:46:170.50.50 08.58.529.1329.13.2094.422094.42 21:46:1821:46:180.50.50 08.58.529.1329.13.2156.322156.32 21:46:1921:46:190.50.50 08.58.529.1329.13.2060.062060.06 28 數(shù)據(jù)分析方法及要求數(shù)據(jù)分析方法及要求 1）畫出不同過飽和度下，）畫出不同過飽和度下，ccn濃度一天的變化濃度一天的變化 29

12、2）畫出同一過飽和度下，）畫出同一過飽和度下，ccn濃度一天的變化濃度一天的變化 約半小時(shí)做平均約半小時(shí)做平均 例：例： 30 3）根據(jù)天氣實(shí)況分析）根據(jù)天氣實(shí)況分析CCN濃度的變化濃度的變化 天氣實(shí)況：天氣實(shí)況： 溫、壓、濕、風(fēng)每小時(shí)觀測數(shù)據(jù)溫、壓、濕、風(fēng)每小時(shí)觀測數(shù)據(jù) 人工觀測記錄人工觀測記錄 31 四、討論題四、討論題 1、CCN儀器測量范圍是多少，如何分檔的？儀器測量范圍是多少，如何分檔的？ 2、討論天氣狀況不同時(shí)對、討論天氣狀況不同時(shí)對CCN濃度的影響濃度的影響 32 下次課實(shí)習(xí)地點(diǎn)：氣象樓下次課實(shí)習(xí)地點(diǎn)：氣象樓1210 時(shí)間時(shí)間 10：00 -10：30大物大物08(1)班班 10

13、：30 -11：00大物大物08(2)班班 11：00 -11：30人影人影08(1)班班 11：30 -12：00大環(huán)大環(huán)08(1)班班 33 實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)習(xí)報(bào)告 一、一、 實(shí)習(xí)目的實(shí)習(xí)目的 二、實(shí)習(xí)內(nèi)容二、實(shí)習(xí)內(nèi)容 三、儀器原理三、儀器原理 四、數(shù)據(jù)畫圖及結(jié)果分析四、數(shù)據(jù)畫圖及結(jié)果分析 五、總結(jié)五、總結(jié) 34 石立新，段英，華北地區(qū)云凝結(jié)核的觀測研究石立新，段英，華北地區(qū)云凝結(jié)核的觀測研究J氣象學(xué)報(bào)氣象學(xué)報(bào), 2004,(05) 青島沿海地區(qū)夏季云凝結(jié)核濃度觀測及分析青島沿海地區(qū)夏季云凝結(jié)核濃度觀測及分析,何紹欽何紹欽 ,南京氣象學(xué)南京氣象學(xué) 院學(xué)報(bào)院學(xué)報(bào)1987年年04期期 黃河上游云凝結(jié)

14、核觀測研究黃河上游云凝結(jié)核觀測研究 ,黃庚黃庚 李淑日李淑日 等，等，氣象氣象， 2002 28(10) 陳萬奎陳萬奎.嚴(yán)采蘩嚴(yán)采蘩 烏魯木齊冬季地面云凝結(jié)核觀測結(jié)果烏魯木齊冬季地面云凝結(jié)核觀測結(jié)果 1990(4) 云物理學(xué)云物理學(xué)，B.J. 梅森梅森 云物理簡明教程云物理簡明教程 ，Rogers著，周文賢、章澄昌譯著，周文賢、章澄昌譯 云物理學(xué)基礎(chǔ)云物理學(xué)基礎(chǔ) ， 北大地球物理系大氣物理教研室云物理學(xué)組北大地球物理系大氣物理教研室云物理學(xué)組 云霧降水物理基礎(chǔ)云霧降水物理基礎(chǔ) 顧震潮顧震潮 微觀云物理學(xué)微觀云物理學(xué) 王鵬飛、李子華。王鵬飛、李子華。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 35 上上 機(jī)機(jī) 周周 星

15、星 期期 節(jié)節(jié) 次次 地點(diǎn)地點(diǎn)內(nèi)容內(nèi)容 3 五五34 實(shí)驗(yàn)大樓實(shí)驗(yàn)大樓2號樓號樓 N410 云凝結(jié)核云凝結(jié)核 6N301污染氣體污染氣體 10N201 照相測煙云照相測煙云 11N201 15N201 雙經(jīng)緯儀雙經(jīng)緯儀 16N201 2、上機(jī)安排、上機(jī)安排 大物大物08(1)班班;大物大物08(2)班班-上機(jī)上機(jī)1班班 5、所用軟件、所用軟件 Excel 、Fortran（或（或C）、）、Matlab 、 Adobe Photoshop 等等 37 補(bǔ)充知識：補(bǔ)充知識： 大氣中的水汽能在其上凝結(jié)而成小水滴大氣中的水汽能在其上凝結(jié)而成小水滴 的懸浮微粒，通常稱凝結(jié)核的懸浮微粒，通常稱凝結(jié)核 大氣凝結(jié)核由固態(tài)物質(zhì)、溶液滴或兩者的混大氣凝結(jié)核由固態(tài)物質(zhì)、溶液滴或兩者的混 合物組成，其化學(xué)成分很復(fù)雜，最常見的是合物組成，其化學(xué)成分很復(fù)雜，最常見的是 氯、氮、碳、鎂、鈉、鈣等化合物。氯、氮、碳、鎂、鈉、