Афонин А.В., Ньюпорт Р.К., Поляков В.С. и др. Основы инфракрасной термографии

Подождите немного. Документ загружается.

Ïðîäîëæåíèå òàáëèöû 1.8.

Ðàñ÷åò ïðîïóñêàíèÿ ïàðîâ âîäû ïðè òîëùèíàõ ñëîÿ îñàæäåííîé

âîäû ìåíåå h

min

=0,1 ìì (òàáë. 1.7) è h

min

=0,2 ìì (òàáë. 1.8) ìîæåò

îñóùåñòâëÿòüñÿ â ïðèáëèæåíèè, îñíîâàííîì íà çàêîíå Áóãåðà, â ñîîò-

âåòñòâèè ñ êîòîðûì





. (1.138)

Âåëè÷èíà óäåëüíîãî êîýôôèöèåíòà ïîãëîùåíèÿ ìîæåò áûòü îï-

ðåäåëåíà

. (1.139)

Ïðèìåð. Ðàññ÷èòàòü ïðîïóñêàíèå ïàðîâ âîäû íà äëèíå âîëíû

4,3 ìêì ïðè òîëùèíå ñëîÿ îñàæäåííîé âîäû 0,05 ìì.

Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà.

 èç òàáëèöû 1.7 íàõîäèì h

min

=0,1, ;

 âåëè÷èíà óäåëüíîãî êîýôôèöèåíòà ïîãëîùåíèÿ ðàâíà

;

 ïðîïóñêàíèå ïàðîâ âîäû ïðè òîëùèíå ñëîÿ îñàæäåííîé âîäû

0,05 ìì



Ïðîïóñêàíèå àòìîñôåðû è åå èçëó÷åíèå ðàññ÷èòûâàþò íà îñ-

íîâå èñõîäíûõ äàííûõ ïî âåðòèêàëüíîìó ðàñïðåäåëåíèþ ìåòåî-

ðîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ (äàâëåíèÿ, òåìïåðàòóðû, êîíöåíòðàöèè

ïàðîâ âîäû è àýðîçîëÿ).

Ðàçðàáîòàíû ðàçëè÷íûå ìîäåëè âåðòèêàëüíûõ ðàñïðåäåëåíèé

ìåòåîðîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, òàêàÿ êàê ARDC  ñòàíäàðòíàÿ ìî-

äåëü, îñðåäíåííàÿ äëÿ àòìîñôåðû, ìîäåëü ñðåäíåøèðîòíîãî ëåòà,

ñðåäíåøèðîòíîé çèìû, ñóáàðêòè÷åñêîãî ëåòà è ñóáàðêòè÷åñêîé

çèìû, ìîäåëü òðîïèêîâ è íåêîòîðûå äðóãèå [9, 11]. Â [10] áûëè

ðàçðàáîòàíû ñòàòèñòè÷åñêè îáîñíîâàííûå èñõîäíûå äàííûå ïî

ìåòåîïàðàìåòðàì, õàðàêòåðíûå äëÿ ÷åòûðåõ ñåçîíîâ ãîäà íà ñðåä-

íèõ øèðîòàõ Åâðîïû. Ýòè äàííûå ïðèâîäÿòñÿ íà ðèñ. 1.181.21 â

óâåëè÷åííîì ìàñøòàáå äî âûñîòû 5 êì ñ öåëüþ óäîáñòâà ñúåìà èí-

ôîðìàöèè è â óìåíüøåííîì ìàñøòàáå äî âûñîòû 30 êì â ðàçäåëå 1.6.

Íà îñíîâå ýòèõ äàííûõ ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíî ïðîïóñêàíèå àò-

ìîñôåðû íà ãîðèçîíòàëüíîé òðàññå, íà âûáðàííîé âûñîòå íàä óðîâ-

íåì ìîðÿ äëÿ ðàçíûõ ñåçîíîâ ãîäà ñðåäíåøèðîòíîé àòìîñôåðû,

õàðàêòåðíîé äëÿ Åâðîïû.

Ñ ðîñòîì âûñîòû íàáëþäåíèÿ èìååò ìåñòî ñóæåíèå ñïåêòðàëü-

íûõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ïàðîâ âîäû è óãëåêèñëîãî ãàçà âñëåäñòâèå

óìåíüøåíèÿ äàâëåíèÿ. ÷òî ïðèâîäèò ê óëó÷øåíèþ ïðîïóñêàíèÿ.

Ýòî óëó÷øåíèå ïðîçðà÷íîñòè ó÷èòûâàåòñÿ ôîðìóëîé ýêâèâàëåíò-

íîãî ðàññòîÿíèÿ ìåæäó îáúåêòîì è íàáëþäàòåëåì. Íî ïðîïóñêà-

íèå òàêæå óëó÷øàåòñÿ çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ ñîäåðæàíèÿ âîäÿíûõ

ïàðîâ â àòìîñôåðå ñ ðîñòîì âûñîòû.

Ðèñ. 1.19. Âûñîòíûå ïðîôèëè òåìïåðàòóðû â äèàïàçîíå âûñîò 05 êì.

1 ÿíâàðü; 2  àïðåëü; 3  èþëü; 4  îêòÿáðü

Ðèñ. 1.18. Âûñîòíûå ïðîôèëè àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ â äèàïàçîíå âûñîò

05 êì. Ñòàíöèÿ Òàëëèíí, ñèíîïòè÷åñêèé èíäåêñ 26063, øèðîòà

59°25¢ ñ.ø., äîëãîòà 24°28¢ â.ä., âûñîòà íàä óðîâíåì ìîðÿ 44 ì.

1 ÿíâàðü; 2 àïðåëü; 3  èþëü; 4  îêòÿáðü, íà ìåñòíîãî âðå-

ìåíè (12

ïî Ãðèíâè÷ó)

Ðèñ. 1.21. Âûñîòíûå ïðîôèëè êîýôôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ íà äëèíå âîëíû

0,55 ìêì â äèàïàçîíå âûñîò 05 êì.

1 ÿíâàðü; 2  àïðåëü; 3  èþëü; 4  îêòÿáðü

Ðèñ. 1.20. Âûñîòíûå ïðîôèëè êîëè÷åñòâà îñàæäåííîé âîäû â äèàïàçîíå

âûñîò 05 êì.

1 ÿíâàðü; 2  àïðåëü; 3  èþëü; 4  îêòÿáðü

Ìîëåêóëÿðíîå ïðîïóñêàíèå óãëåêèñëîãî ãàçà

Êîíöåíòðàöèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà â àòìîñôåðå äî âûñîò 2025 êì

ïðèìåðíî ïîñòîÿííà, ñëåäîâàòåëüíî êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ óãëå-

êèñëîãî ãàçà

çàâèñèò òîëüêî îò ðàññòîÿíèÿ ïðîõîäèìîãî èç-

ëó÷åíèåì îò îáúåêòà äî íàáëþäàòåëÿ. Çäåñü òàêæå ïðèâîäÿòñÿ òàáëè-

öû Ïàññàìàíà-Ëàìîðà äëÿ ãîðèçîíòàëüíûõ òðàññ íà óðîâíå ìîðÿ è

ïðîïóñêàíèå îïðåäåëÿåòñÿ èíòåðïîëÿöèåé ïî ýêâèâàëåíòíîìó ðàññòî-

ÿíèþ íàáëþäåíèÿ L

. Ðàñ÷åò ïðîïóñêàíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà íà âûñîòå z

íàä óðîâíåì ìîðÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ó÷åòîì èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ è òåì-

ïåðàòóðû âîçäóõà, êàê è äëÿ ïàðîâ âîäû.

Ðàñ÷åò ïðîïóñêàíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà äëÿ ïðîòÿæåííîñòè òðàññû

íàáëþäåíèé ìåíåå L

min

<0,1 êì (òàáë. 1.9) è L

min

<0,2 êì (òàáë. 1.10)

ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ â ïðèáëèæåíèè çàêîíà Áóãåðà, â ñîîòâåòñòâèè

ñ êîòîðûì





. (1.140)

Êîýôôèöèåíò óäåëüíîãî ïîãëîùåíèÿ ìîæåò áûòü îïðåäåëåí

. (1.141)

Ïðèìåð. Îïðåäåëèòü êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà

íà l=4,3 ìêì íà òðàññå äëèíîé 0,05 êì íà óðîâíå ìîðÿ ïðè p=1040 ìáàð è

t=+5°Ñ.

Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà.

 èç òàáëèöû 1.9 íàõîäèì

, ;

 âåëè÷èíà óäåëüíîãî êîýôôèöèåíòà ïîãëîùåíèÿ ðàâíà

;

 âåëè÷èíà ýêâèâàëåíòíîãî ðàññòîÿíèÿ ðàâíà

;

 ïðîïóñêàíèå óãëåêèñëîãî ãàçà

Òàáëèöà 1.9.

Ïðîïóñêàíèå t

(l, L

)

Òàáëèöà 1.10.

Ïðîïóñêàíèå t

(l, L

)

Íåîáõîäèìî îáðàòèòü âíèìàíèå, ÷òî ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû â

îáëàñòè 3,55,5 ìêì ñóùåñòâåííî ìåíüøå, ÷åì â îáëàñòè 812 ìêì.

Ó÷åò ïðîçðà÷íîñòè àòìîñôåðû ýòîé îáëàñòè íåîáõîäèìî îñóùåñòâ-

ëÿòü äàæå íà ðàññòîÿíèÿõ, èçìåðÿåìûõ ìåòðàìè.

1.5.3. ÎÑËÀÁËÅÍÈÅ ÷ÀÑÒÈÖÀÌÈ

Ðàññåÿíèå íà ÷àñòèöàõ, ñîäåðæàùèõñÿ â àòìîñôåðå, âûçûâàåò îñ-

ëàáëåíèå èçëó÷åíèÿ, ñóììèðóþùååñÿ ñ îñëàáëåíèåì âñëåäñòâèå ïî-

ãëîùåíèÿ ãàçàìè. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçìåðàìè ìîæíî âûäåëèòü ÷àñ-

òèöû ñëåäóþùèõ òèïîâ.

Àýðîçîëè. Î÷åíü ìåëêèå ÷àñòèöû, âçâåøåííûå â àòìîñôåðå.

Äûìêà. Ïðè÷èíîé âîçíèêíîâåíèÿ äûìêè ÿâëÿþòñÿ ìèêðîñêîïè-

÷åñêèå ïûëèíêè (0,5 ìêì), íà êîòîðûõ âî âëàæíîé àòìîñôåðå êîíäåí-

ñèðóþòñÿ ìîëåêóëû âîäû, è ïîýòîìó îíè ìîãóò óâåëè÷èâàòüñÿ â ðàçìåðå.

Òóìàí. Êîãäà ÷àñòèöû, âûçûâàþùèå äûìêó óâåëè÷èâàþòñÿ â ðàç-

ìåðàõ è ïðåâðàùàþòñÿ â êàïåëüêè âîäû èëè êðèñòàëëèêè ëüäà, äûìêà

ñòàíîâèòñÿ òóìàíîì.

Êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ, îïðåäåëÿåìûé ÿâëåíèåì ðàññåÿíèÿ,

ðàâåí

(1.142)

Êîíòðàñò ìåæäó îáúåêòîì è îêðóæàþùèì ôîíîì, íàáëþäàåìûé ñêâîçü

ðàññåèâàþùóþ ñðåäó, óìåíüøàåòñÿ ñ ðîñòîì ðàññòîÿíèÿ. Ìèíèìàëü-

íûé êîíòðàñò, âîñïðèíèìàåìûé ÷åëîâå÷åñêèì ãëàçîì »2%. Ìåòåîðî-

ëîãè÷åñêàÿ äàëüíîñòü âèäèìîñòè ÌÄÂ  ýòî ðàññòîÿíèå, íà êîòîðîì

îáúåêò ñ íà÷àëüíûì êîíòðàñòîì, ðàâíûì åäèíèöå, ïîñëå ïðîõîæäå-

íèÿ ñêâîçü ñðåäó âîñïðèíèìàåòñÿ íà ïðåäåëå ñ êîíòðàñòîì îêîëî 2%.

Êîýôôèöèåíò ðàññåÿíèÿ â âèäèìîé îáëàñòè íà äëèíå âîëíû

=0,6 ìêì ðàâåí

/ ÌÄÂ, (1.143)

ãäå ÌÄÂ èçìåðÿåòñÿ â êèëîììåòðàõ. Ñîîòíîøåíèå ìåæäó êîýôôèöè-

åíòàìè ðàññåÿíèÿ äëÿ l

è äëÿ ëþáîé äðóãîé äëèíû âîëíû èìååò âèä

, (1.144)

îòêóäà êîýôôèöèåíò ðàññåÿíèÿ ðàâåí

(1.145)

Ïðè íàëè÷èè äûìêè ñ õàðàêòåðèñòèêàìè, íàèáîëåå ÷àñòî âñòðå÷àþ-

ùèìèñÿ íà çåìíîé ïîâåðõíîñòè, a=1,3, ñ ðîñòîì ðàçìåðà ÷àñòèö a

óìåíüøàåòñÿ. Âåëè÷èíå ìåòåîðîëîãè÷åñêîé äàëüíîñòè âèäèìîñòè ñî-

îòâåòñòâóåò ðàçëè÷íîå ñîñòîÿíèå ïîãîäû, êîòîðîå âèçóàëüíî õàðàêòå-

ðèçóåòñÿ: ÌÄÂ<3 êì  òóìàí, 3<ÌÄÂ<10 êì  äûìêà, 10<ÌÄÂ<25 êì

 ÿñíî, 25<ÌÄÂ<50 êì  î÷åíü ÿñíî.

Êîýôôèöèåíò ðàññåÿíèÿ òàêæå çàâèñèò îò âûñîòû. Âûñîòíàÿ çà-

âèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ðàññåÿíèÿ íà l

=0,6 ìîæåò áûòü îöåíåíà èç

ãðàôèêà, ïðèâåäåííîãî íà ðèñ. 1.21.

Ïðèìåð. Ïðîâåñòè ðàñ÷åò àòìîñôåðíîé ïðîçðà÷íîñòè ãîðèçîíòàëü-

íîé òðàññû íà óðîâíå ìîðÿ äëèíîé 200 ì íà äëèíàõ âîëí 4,8 è 10 ìêì

ïðè òåìïåðàòóðå âîçäóõà 12°Ñ è 12°Ñ, îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè 70%,

ÌÄÂ=5 êì è äàâëåíèåì p=1020 ìáàð.

Ïîðÿäîê ðàñ÷åòà:

 èç òàáëèöû 1.6 ñ ïîìîùüþ èíòåðïîëÿöèîííîãî óðàâíåíèÿ (1.134)

è (1.135) íàõîäèì òîëùèíó ñëîÿ îñàæäåííîé âîäû ïðè 100% âëàæíîñ-

òè àòìîñôåðû

;

 ñ ïîìîùüþ (1.136) íàõîäèì ýêâèâàëåíòíîå ðàññòîÿíèå

;

 íàõîäèì òîëùèíó ñëîÿ îñàæäåííîé âîäû â ñîîòâåòñòâèè ñ (1.137)

;

 èç òàáëèö ïðîïóñêàíèÿ ïàðîâ âîäû ëèíåéíîé èíòåðïîëÿöèåé ïî

òîëùèíå ñëîÿ îñàæäåííîé âîäû íàõîäèì äëÿ äëèí âîëí 4,8 è 10 ìêì

;

 èç òàáëèö ïðîïóñêàíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà íàõîäèì èíòåðïîëÿöèåé

ïî ýêâèâàëåíòíîìó ðàññòîÿíèþ

;

 îïðåäåëèì êîýôôèöèåíò ðàññåÿíèÿ àýðîçîëÿ ïî (1.139) è (1.141)

;

 ðàññ÷èòûâàåì êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ àýðîçîëÿ ïî (1.138)

;

 îïðåäåëèì ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû ïî (1.133) è (1.132)