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一维大气边界层光学折射率结构常数数值模式的实验检验.pdf
第 15 卷 第 2 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 2
2003 年 2 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Feb. ,2003
文章编号 (2003)
一维大气边界层光学折射率结构常数
数值模式的实验检验
吴晓庆 , 王英俭 , 饶瑞中 , 曾宗泳 , 龚知本
( 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031)
摘 要 : 提出了一种大气光学折射率结构常数的数值模式 。一次输入日期、时间、经纬度、温度、
湿度、风速、粗糙度、土壤参数 ,云量等相关参数 ,可得到 24h 内的温度、湿度、风场、折射率结构常数等
量。通过与实测对比表明 ,无论是月平均折射率结构常数还是某天的折射率结构常数 ,模式计算与实测
数据都符合得很好。模式计算的向下总辐射通量与实测数据基本一致。
关键词 : 大气光学 ; 折射率结构常数 ; 数值模式 ; 实验对比
中图分类号 : TN247 文献标识码 :A
近地面光学湍流强度变化有几个量级 ,能建立有数分钟或数小时预报时间的湍流模式 ,不仅有助于对近地
面湍流的产生和发展规律的认识 ,而且对各种光电系统选择最佳工作时间也具有十分重要的意义。国外在这
方面开展的工作归纳起来主要有四种模式 : ( 1) Sadot 和 Kopeika [1 ] 使用基本气象参数和气溶胶参数 ,采用统计
回归的方法估算 C2 ; (2) Andreas[2 ]使用风、温度、湿度等来估算 C2 ; (3) Kunkel 和 Walters[3 ]从表面能量平衡方
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程出发 ,估算表面湍流通量 ,进而用经验公式估算出 C2 ; (4) Rachele 和 Tunick [4 ] 通过解能量平衡方程反演出
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C2 。建立预报模式的基本要求是输入的参数应该容易测量,对 C2 要敏感 ,且估算的 C2 要有较高的可信度。
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与上述四种模式相比 ,我们提出的大气边界层折射率结构常数的数值模式[5 ] ,一次输入相关参数 ,可得到 24h
内温度、湿度、风场、C2 等变化的量值 ,能够研究如风速、云量、下垫面等不同条件下的湍流特性。
n
1 与实验测量的比较
实验场地位于合肥市一座水库旁[6 ] 。用自行研制的温度脉动传感器 ,采用单片机技术测量 500m 水平路
面上 21 个点的 C2 。用NOV ELL 网络技术进行温度、湿度、风速和风向的测量。此外用辐射总表和直射总表
n
( μ ) [6 ] 。
响应波段为 0. 3~3 m 测
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