Макротурбулентная структура примесей в приземном слое и ее влияние на распространение радиоволн

• Автор: Журавлев, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 183 с. : ил

1.1. Способы описания турбулентных флуктуаций.

1.1.1. Сведения из теории случайных процессов.

1.1.2. Теория случайных полей.

1.2. Атмосферные турбулентные неоднородности различных масштабов

1.2.1. Структурные функции флуктуаций концентрации пассивной примеси

1.2.2. Экспериментальные значения параметров атмосферной турбулентности.

1.2.3. Спектральные функции флуктуации концентрации пассивной примеси

1.2.4. Структура и параметры приземного слоя атмосферы

1.3. Примеси в приземном слое атмосферы, их влияние на диэлектрические свойства среды

1.3.1. Метод определения коэффициента преломления в тропосфере

1.4. Распространение радиоволн в турбулентной атмосфере.

1.4.1. Корреляционные и структурные функции диэлектрической проницаемости
1.4.2. Эффективное сечение рассеяния и параметры волны
1.4.3. Оптическая толщина воздуха в присутствии примесей
1.4.5. Интенсивность рассеяния
1.5. Выводы.
ГЛАВА 2. ЭМПИРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРУПНОМАСШТАБ1ЮЙ
СТРУКТУРЫ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ В НИЖНЕЙ ТРОПОСФЕРЕ
2.1. Эмпирические методы исследования крупномасштабной турбулентности приземного слоя.
2.1.1. Исследование макротурбулентности методами структурных и спектральных функций.
2.1.2. Методика исследований
2.1.2. Влияние преобладающего направления ветра и ширины диапазона допустимого направления ветра на корреляционную функцию
2.1.3. Выявление общей закономерности поведения корреляционных
функций, классификация примесей.
2.1.4. Сезонная зависимость макротурбулентной структуры в приземном
слое
2.1.5. Суточная зависимость турбулентной структуры
2.1.6. Зависимость макротурбулентной структуры от величин метеопараметров
2.2. Эмпирические структурные функции флуктуаций параметров атмосферы
2.2.1. Методика исследований эмпирических структурных функций.
2.2.2. Эмпирические структурные функции основных мстеопараметров
2.2.3. Структурные функции флуктуаций концентрации химических
примесей и аэрозоля
2.3. Выводы
ГЛАВА 3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ МАЛЫХ ПРИМЕСЕЙ В
ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ.
3.1. Содержание примесей в городском воздухе, временная изменчивость их концентраций
3.2.1. Статистические данные по среднегодовым концентрациям химических примесей
3.1.2. Исследование сезонных вариаций концентраций химических примесей.
3.1.3. Поведение и сезонная зависимость суточного хода.
3.1.4. Исследование антропогенного влияния на вид суточного хода.
3.2. Влияние погодных условий на концентрации примесей.
3.2.1. Влияние метеорологических величин на уровень загрязнения воздуха.
3.2.2. Корреляционный метод исследования влияния метеопараметров.
3.3. Горизонтальные градиенты загрязнений в приземном слое.
3.4. Выводы
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА КОЭФФИЦИЕНТ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
ВОЗДУХА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
4.1. Метод расчета индекса рефракции загрязненного воздуха.
4.1.1. Определение констант, оценки вклада примесей и погрешности
4.2. Флуктуации индекса рефракции, обусловленные химическими загрязнениями атмосферы
4.2.1. Сезонная изменчивость индекса рефракции
4.2.2. Мсжсуточныс и суточные вариации индекса рефракции
4.2.3. Пространственная изменчивость вкладов примесей в индекс
рефракции, структурные функции.
4.3. Структурные и спектральные функции флуктуаций диэлектрической проницаемости
4.4. Модельные расчеты некоторых параметров радиотрасс в приземном слое с загрязнениями
4.4.1. Оптическая толщина.
4.4.2. Границы применения полученных методов
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Под консервативностью примеси подразумевается, что в процессе турбулентного перемешивания концентрация примеси может изменяться только за счет процессов молекулярной диффузии, и не изменяться за счет какихлибо других процессов химических реакций, фазовых переходов, рекомбинации и т. Под пассивностью примеси подразумевается независимость турбулентных движений от величины концентрации примеси. Это условие достаточно хорошо выполняется для присутствующих в воздухе химических примесей и аэрозоля. Как уже отмечалось, турбулентные неоднородности в нижней тропосфере имеют весьма широкий спектр характерных масштабов от нескольких миллиметров до нескольких километров. Соответствующие масштабы имеют и неоднородности концентрации примесей, присутствующих в воздухе. Весь интервал масштабов неоднородностей можно разбить на три области по типу протекающих физических процессов. В области вязкой диссипации происходит рассасывание неоднородностей концентрации за счет диффузионных процессов. В инерционной области происходит дробление крупных неоднородностей на более мелкие. В крупномасштабной происходит забор кинетической энергии из атмосферы и формирование наиболее крупных вихрей с последующим их дроблением. Именно в крупномасштабной области происходит отбор энергии ветра и преобразование ее в энергию турбулентного движения, а далее эта энергия покаскадно передается все более мелким неоднородностям. В вязкой, и частично в инерционной областях, турбулентность можно полагать изотропной . Для более крупных вихрей определяющими процессами являются инерционные. Турбулентность в вязкой и инерционной областях является локально изотропной.