Способ определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков Советский патент 1990 года по МПК G01W1/14 

Изобретение относится к метеоре-- логии, в частности к способам определения микроструктуры жидкокапаль№1х облаков, тумана и осадков.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

.Поставленная цель достигается тем, что измеряемый объем подсвечивают электромагнитным излучением, создают в нем скачкообразно изменяющееся электрическое поле, приводящее к поляризации, деформации капель и последующей их вибрации, получают низкочастотный спектр интенсивности рассеянного излучения и по спектру определяют микроструктуру жидких капель.

Под действием электрического поля напряженностью Е капли приобретает форму элипсоида вращения. Деформацию

капли при Л 1 можно выразить соотношением

лу«

АГ)Е

о

где У коэффициент формл капли, равный отношению полуоси вращения С, к полуоси , Л -1; А - коэффициент, определяемый относительной, диэлектрической проницаемостью жидкости S и ее коэффициентом поверхностного натяжения Q .

При объеме капли, равном V, ее эквивалентный сфергческий диаметр -D(6V/7). При скачкообразном изменении напряженности поля, например от некоторого Eg до Е, все капли начнут

а

со со оо

00

колебаться с амплитудой Aj &fj-AJ,t опред1гляемой начальной формой капли , в попе напряженностью Е. При форме капель, близкой к сферической ( 1), а это условие выпол- няется в атмосфере любых капель вплоть до -10 В/м, частота собственных коле Заний хорошо описывается формулой .Рэлея,

Р«

- n(n-l)()

где

р - плотность жидкости; п - число, описывающее моду колебаний, ,3,4i причем у.вытянутой капли возбуждается только основная,мода описываемая числом . Периодическое изменение форм, капли приводит к агшлитудной модуляции рассеянного ею излучения, причем капли, диаметр которых заключен в интервале D-D+dD будут колебатся с частотами в диапазоне от

,k

(1

N

f(D)+df

где

df .iPl D

dD.

Таким образом, каждому диапазону размеров капель будет соответствовать

0

5 0

5

30

определенный диапазон частот в низкочастотном спектре рассеянного излучения, а спектральная плотность будет пропорциональна концентрации капель данного размера. Следовательно, из низкочастотного спектра можно опреде- пить распределение капель по размерам.

о

Использование способа определения микроструктуры облаков и осадков позволяет повысить точность измерений, исключив ошибки, обусловленные турбулентностью и вертикальными потоками, поскольку частота собственных колебаний капель не зависит от этих факторов.

Формула изобретения

Способ определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков, заключающийся в подсвечивании измеряемого объема электромагнитным излучением, регистрации интенсивности рассеянного излучения, отличающийся тем, что, с целью по- вьшения точности измерений, в измеряемом объеме создают скачкообразно изменяющееся электрическое поле, регистрируют низкочастотный спектр интенсивности рассеянного излучения и по спектру определяют м кроструктуру.

Изобретение относится к метеорологии, к способам определения микроструктуры жидкокапельных облаков, тумана и осадков. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измеряемый объем подсвечивают электромагнитным излучением, создают в нем скачкообразно изменяющееся электрическое поле, приводящее к деформации капель с последующей вибрацией, измеряют низкочастотный спектр рассеянного излучения, по которому определяют микроструктуру жидких капель. Способ позволяет исключить ошибки измерений, обусловленные турбулентностью и вертикальными потоками воздуха.