1、大氣物理與大氣環境探測 主講：王巍巍 嚴家德 Email：實習一云凝結核探測與資料處理1大氣物理與大氣環境探測實習一云凝結核探測與資料處理1上課班級: 大物08(1)班;大物08(2)班-上機1班 人影08(1)班;大環08(1)班-上機2班理論課教室 ：明北615實驗課上課地點：氣象樓1210、1225或室外實習一云凝結核探測與資料處理2上課班級: 大物08(1)班;大物08(2)班-上機1班1、課程安排:云凝結核探測與資料處理污染氣體的監測方法及資料分析照相測煙云擴散方法雙經緯儀測定氣球的空間坐標 實習一云凝結核探測與資料處理31、課程安排:實習一云凝結核探測與資料處理3上機周星期節次地點

2、內容3五34實驗大樓2號樓N410 云凝結核6N301污染氣體10N201照相測煙云11N20115N201雙經緯儀16N2012、上機安排大物08(1)班;大物08(2)班-上機1班實習一云凝結核探測與資料處理4上機周星期節次地點內容3五34實驗大樓2號樓N410 注： 記得帶鞋套上機周星期節次地點內容3五34實驗大樓2號樓N406 云凝結核6N305污染氣體10N206照相測煙云11N20615N206雙經緯儀16N206人影08(1)班;大環08(1)班-上機2班實習一云凝結核探測與資料處理5注： 記得帶鞋套上機周星期節次地點內容3五34實驗大樓23、實習要求： 遵守紀律，愛惜儀器，實驗

3、結束后整理儀器，按時交實驗報告成績 以平時的動手能力和實驗報告成績作參考給出期末成績 實習一云凝結核探測與資料處理63、實習要求：實習一云凝結核探測與資料處理64、本門課程涉及到的其他課程及課本：云降水物理學大氣探測學 現代氣象探測污染氣象學大氣化學實習一云凝結核探測與資料處理74、本門課程涉及到的其他課程及課本：實習一云凝結核探測與資料5、所用軟件Excel 、Fortran（或C）、Matlab 、 Adobe Photoshop 等實習一云凝結核探測與資料處理85、所用軟件實習一云凝結核探測與資料處理8實驗一：云凝結核探測與資料處理一、實習目的： 1） 學會使用云凝結核計數器、掌握 儀器

4、工作原理； 2） 掌握數據分析方法 實習一云凝結核探測與資料處理9實驗一：云凝結核探測與資料處理實習一云凝結核探測與資料處理9補充知識： 大氣中的水汽能在其上凝結而成小水滴的懸浮微粒，通常稱凝結核 大氣凝結核由固態物質、溶液滴或兩者的混合物組成，其化學成分很復雜，最常見的是氯、氮、碳、鎂、鈉、鈣等化合物。 云凝結核濃度 水汽能在其上凝結成云滴或霧滴的微粒稱為云（霧）凝結核 實習一云凝結核探測與資料處理10補充知識：實習一云凝結核探測與資料處理10空氣相對濕度未達100%為未飽和，達100%為飽和，超過100%為過飽和，超過 100%的部分稱過飽和度。 云凝結核的濃度與水汽過飽和度有密切的關系，

5、水汽過飽和度越大，云凝結核的濃度也越大實習一云凝結核探測與資料處理11空氣相對濕度未達100%為未飽和，達100%為飽和，超過10Cloud Condensation Nuclei (CCN)二、云凝結核計數器簡介儀器結構工作原理軟件介紹實習一云凝結核探測與資料處理12Cloud Condensation Nuclei (CCN儀器結構外觀凈重：170磅（63.5公斤）55cm*60cm*100cm實習一云凝結核探測與資料處理13儀器結構外觀實習一云凝結核探測與資料處理13內置操作系統 供水瓶抽水瓶OPC進氣管儀器結構 云室加濕器流量調節閥實習一云凝結核探測與資料處理14內置操作系統 供水瓶抽

6、水瓶OPC進氣管儀器結構 云室加濕器實習一云凝結核探測與資料處理15實習一云凝結核探測與資料處理1528V電源線接口開關進氣口排氣口VIDEOTOUCH SCREENDATA OUTLCD POWERkeyboardusbethernetmouse實習一云凝結核探測與資料處理1628V電源線接口開關進氣口排氣口VIDEOTOUCH SCRCCN Specifications連續氣流、 熱梯度、可設單一過飽和度、自動云室加濕、粒子分為20檔（0.75-10um）過飽和度ss范圍0.1% 到1%樣本流：50volume cc/min鞘流：450volume cc/min內置操作系統 實習一云凝結核

7、探測與資料處理17CCN Specifications連續氣流、 熱梯度、可設CCN主要結構示意圖云室50 cc/min450 cc/min實習一云凝結核探測與資料處理18CCN主要結構示意圖云室50 cc/min450 cc/mi 云室內壁維持一定量的水流以保持濕潤。由于從云室內壁向云室內部的水汽擴散比熱擴散快，因而在云室的垂直中心線區域達到最大的過飽和度。 環境空氣進入儀器后被分為采樣氣流和鞘流兩部分。經過過濾和加濕、沒有氣溶膠粒子的鞘流環繞在采樣氣流周圍進入云室，可以把采樣粒子限制在云室垂直中心線區域。采樣粒子在設定的過飽和度下活化增長。 活化后的粒子進入云室下面的光學粒子計數器(OPC

8、) ，OPC內照射激光的波長為660 nm，通過粒子側向散射計算得到活化的CCN粒子尺度和個數。工作原理實習一云凝結核探測與資料處理19 云室內壁維持一定量的水流以保持濕潤。由于從云室內壁向軟件介紹實習一云凝結核探測與資料處理20軟件介紹實習一云凝結核探測與資料處理20Supersaturation Settings Tab (SS)過飽和度設置界面實習一云凝結核探測與資料處理21Supersaturation Settings Tab (Temperature Tab (Temps)實習一云凝結核探測與資料處理22Temperature Tab (Temps)實習一云凝結核Flows Tab

9、 (Flows)實習一云凝結核探測與資料處理23Flows Tab (Flows)實習一云凝結核探測與資料處Optical Particle Counter Tab (OPC)The normal operating range for this voltage is 0.25-0.30 volts 實習一云凝結核探測與資料處理24Optical Particle Counter Tab (Alarm Monitor (Monitor)實習一云凝結核探測與資料處理25Alarm Monitor (Monitor)實習一云凝結核Chart Properties (Chart)實習一云凝結核探測與

10、資料處理26Chart Properties (Chart)實習一云凝結Program Control Tab實習一云凝結核探測與資料處理27Program Control Tab實習一云凝結核探測與儀器操作開機：連接電源、打開開關關機：progshutdown,關操作系統實習一云凝結核探測與資料處理28儀器操作實習一云凝結核探測與資料處理28三、數據分析方法及要求File:c:CCN dataCCN data 4.csvDate 07/25/08Time21:46:14 Time Current SS Temps Stabilized Delta T T1 Set. CCN Number C

11、onc21:46:140.508.529.13.2212.6521:46:150.508.529.13.2176.521:46:160.508.529.13.2067.0521:46:170.508.529.13.2094.4221:46:180.508.529.13.2156.3221:46:190.508.529.13.2060.06實習一云凝結核探測與資料處理29三、數據分析方法及要求File:c:CCN dataCC數據分析方法及要求1）畫出不同過飽和度下，ccn濃度一天的變化 實習一云凝結核探測與資料處理30數據分析方法及要求實習一云凝結核探測與資料處理302）畫出同一過飽和度下，c

12、cn濃度一天的變化約半小時做平均例：實習一云凝結核探測與資料處理312）畫出同一過飽和度下，ccn濃度一天的變化實習一云凝結核探3）根據天氣實況分析CCN濃度的變化天氣實況： 溫、壓、濕、風每小時觀測數據 人工觀測記錄實習一云凝結核探測與資料處理323）根據天氣實況分析CCN濃度的變化實習一云凝結核探測與資料四、討論題1、CCN儀器測量范圍是多少，如何分檔的？2、討論天氣狀況不同時對CCN濃度的影響實習一云凝結核探測與資料處理33四、討論題實習一云凝結核探測與資料處理33下次課實習地點：氣象樓1210時間 10：00 -10：30大物08(1)班 10：30 -11：00大物08(2)班 11：00 -11：30人影08(1)班 11：30 -12：00大環08(1)班實習一云凝結核探測與資料處理34下次課實習地點：氣象樓1210實習一云凝結核探測與資料處理3 實習報告一、 實習目的二、實習內容三、儀器原理四、數據畫圖及結果分析五、總結實習一云凝結核探測與資料處理35 實習報告石立新，段英，華北地區云凝結核的觀測研究J氣象學報, 2004,(05) 青島沿海地區夏季云凝結核濃度觀測及分析,何紹欽 ,南京氣象學院學報1987年04期 黃河