中国科学院安徽光学精密机械研究所, 大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
用来描述降水粒子数浓度随粒子尺度变化函数的雨滴谱, 是降水最基本的微物理特征量, 利用雨滴谱信息可以更清楚地认识自然降水的发展演变过程。 从雨滴在矩形光束中的相对位置出发, 理论分析了不同尺寸条件下矩形光束透射强度随粒径的变化, 结果显示矩形光束的透过率与雨滴尺寸具有很好的线性关系; 数值模拟了不同粒径、 不同降落速度下雨滴在矩形光束中的渡越时间。 并指出利用测量的雨滴粒子大小和下落时间就可获得降水类型(毛毛雨、 普雨、 降雪、 降霰、 冰雹以及混合型降水)、 降水强度、 降水量和粒子波谱(在体积波谱上的粒子分布)等信息。
雨滴谱分布 矩形光束 雨滴粒径 下降速度 渡越时间 Raindrop spectrum distribution Rectangle beam Raindrop diameter Fall velocity Spanning time 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3952
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
光学雨滴谱测量仪能够实时监测雨滴直径分布、雨滴降落速度等气象参数, 可应用于气象研究、环境监测、农业安全预警等领域。采用红外LED光源和线阵CCD, 搭建了雨滴谱测量光路, 并用水滴代替雨滴, 演示测量了通过采样空间的水滴的直径和速度, 验证了雨滴参数光学测量的可行性。实验中发现当较大雨滴紧贴CCD窗口通过采样空间时, 液体透镜效应十分明显, CCD对应区域的光强增强, 与通常的遮挡现象正好相反, 因此在后续的程序处理中需妥善处理这类异常信号。
光学测量 雨滴谱 光电探测 雨滴直径 线阵CCD 红外LED optical measurement raindrop spectrograph optoelectronic detection raindrop diameter linear CCD infrared LED
