книги из ГПНТБ / Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы

русской местности:' здесь имеются открытые пространства (поля, луга) и лесные массивы. Рельеф полигона достаточно однообраз­

ле окончания выпуска примеси. В зимнее время в ряде случаев производился отбор проб снега с определенной площади. Число частиц на планшетах определялось подсчетом их в поле микро­ скопа при небольшом увеличении и ультрафиолетовом облучении. Пробы снега после их таяния перед обсчетом отфильтровывали на бумажные фильтры.

Метеорологические измерения проводились с помощью обору­

зоны загрязнения поверхности земли, условно называемая «сле­ дом», являлась основным результатом опыта. В зависимости от крупности частиц и метеорологических условий след может иметь различную конфигурацию. При инверсии он может быть сильно вытянутым и узким, если в опыте использованы сравнительно легкие частицы (рис. 4.5), или представлять собой резко ограни­ ченное по длине и ширине пятно, если частицы были более тя­

(неглубокой, но хорошо выраженной долины реки) при инверсии.

и распределения плотности осадка в поперечном ветру направле­ нии (рис. 4.8) на разных расстояниях от источника. При этом можно было получить следующие параметры следа: х0 — рас­ стояние от проекции источника до зоны максимальной .плотности осадка; ро — максимальную плотность осадка; X — длину сле-

120

ния до проекций источника. За ширину принималось среднеквад­ ратичное отклонение частиц от оси.

Для учета стратификации атмосферы было принято шесть классов устойчивости: три степени неустойчивости (классы 1, 2, 3), безразличная стратификация (класс 4) и две степени устой­ чивости (классы 5 и 6). Кроме того, были выделены некоторые особые условия: приподнятые инверсии и осадки в виде слабогоснега или редкого, слабого дождя.

i tii

4.2.3. Некоторые вопросы методики взятия проб

Липкий планшет', положенный на поверхность земли, отличает­ ся от нее по своим свойствам: во-первых, он захватывает все коснувшиеся его частицы ( П О Л Н О С Т Ь Е О поглощает их, в (1.63) vg—co), и, во-вторых, при его обтекании может изменяться структура потока. В результате следует ожидать, что плотность выпадешн примеси на планшет будет отличаться от плотности выпадения на окружающую поверхность.

Теоретические оценки выпадений примеси на горизонтальный

полностью поглощающий частицы планшет лежит на уровне ше­

форме решений, показывают, что при малой шероховатости и сла­

при увеличении шероховатости и развитой турбулентности эта ве­

125

положенном в потоке воздуха на некотором расстоянии от под­ стилающей поверхности, при этом учитывался пограничный слой, который формируется при обтекании планшета. Свойства самой подстилающей поверхности не рассматривались. Численные оцен­ ки показали, что в этом случае суммарный поток примеси на планшет сильно зависит от скорости ветра л размера планшета

внаправлении потока.

Вэтой же работе приведена простейшая модель для оценки

w2x

где s, = 4KU

Легко убедиться, что при <х> поток примеси стремится к своему первоначальному значению и притом достаточно быстро: величина ц, бесконечно возрастающая при £-* 0, составляет 1,5 на расстоянии

эффект, согласно этой оценке, оказывается очень небольшим, од­ нако влияние роста k(z) и U(z) с высотой, которое не учитыва­ ется, может его усилить.

Таким образом, хотя ни одна из приведенных оценок не дает количественного ответа на вопрос о том, как скорость выпадения оседающей примеси на липкий планшет отличается от скорости выпадения на окружающую поверхность, все они отмечают два обстоятельства. Во-первых, скорость выпадения на планшет боль­ ше, чем на окружающую поверхность, и их отношение 'возраста­ ет с усилением турбулентного обмена (с ростом коэффициента вертикальной диффузии или шероховатости). Во-вторых, можно ожидать, что выпадение на планшет будет неравномерным по длине вдоль набегающего потока за счет краевого эффекта. Что-

126

бы эта неравномерность была мала, планшет должен иметь до­ статочную протяженность вдоль направления ветра.

Контроль однородности распределения осадка по планшету систематически проводился во время опытов, при этом неравно­ мерность осадка за счет краевого эффекта не была отмечена. В среднем распределение осадка на планшетах оказалось равно­ мерным в пределах статистической погрешности. Отсутствие кра­ евого эффекта в реальных условиях связано, по-видимому, с вли­ янием всякого рода осредняющих факторов:: микрорельефа, ок­ ружающей растительности, флуктуации направления и скорости ветра.

Для экспериментальной оценки превышения плотности осаж­ дения, вызванного липкостью планшета, во время некоторых опы­ тов по рассеянию примеси в пунктах отбора проб обследовался

корюков, 1962). Некоторые результаты этих исследований приве­ дены в табл. 4.10. Липкость планшета сказывается на плотности осадка статистически достоверно, причем это влияние оказалось небольшим при снежной поверхности и устойчивой или равновес­ ной стратификации, но достаточно заметным на более шерохо­ ватой песчаной поверхности, в особенности при неустойчивой стратификации. Эти результаты качественно подтверждают тео­

иестественной поверхности.

Вдругом варианте для подобных оценок в некоторых пробоотборных точках обычного полигона, как правило, покрытого травой, рядом с липким планшетом устанавливалась плоская кювета с песком той же площади и формы (эти опыты проводи-

127

лись летом при неустойчивой стратификации). Из всех получен­ ных таким способом результатов 52 были статистически достовер­ ны; они показали, что число частиц на планшете систематически больше, чем в кювете с песком, причем среднее отношение плот­ ностей осадка составляет 1,25 (табл. 4.11) и заметно меньше, чем Б опытах над песчаной поверхностью при неустойчивой стратифи­ кации. Это значение и было признано предельно возможным по­ правочным коэффициентом, связанным со спецификой планшет­ ного метода при условиях проведения опытов.

ного очищения полигона и пригодности его для следующего опыта считались равными порядка одной недели.

При выкладке пробоотборных планшетов в лесных массивах выбирались места, не затененные кронами деревьев: были исполь­ зованы дороги, в особенности широкие автострады, широкие про­ секи, поляны, порубки. Попытка выявить влияние лесных масси­ вов на плотность выпадений с помощью сравнения поля плот­ ности с конфигурацией расположения лесов, а также с помощью

128

небольшого числа специально поставленных опытов, когда план­ шеты выкладывались одновременно в открытом месте и под кро­ нами деревьев, к определенным результатам не привела.

следнем столбце данные классов .5 и 6 объединены. Несмотря на разброс, из-за которого отдельные результаты, относящиеся к то­ му или иному классу, перекрываются соседними, влияние харак­

не зависит от номера состава, т. е. крупности частиц. При безраз­

и 6) фракционирование дает о себе знать вполне отчетливо. Для классов 1, 2 и 3 не наблюдается также зависимости х 0 /Я от вы­ соты. При безразличной стратификации можно говорить о тен­

*Я = 2 м.

**Я > 2 5 м.