沙尘暴期间垂向电场时空演化规律实验研究 | |
Alternative Title | Experimental Study on the Temporal and Spatial Variation of Vertical Electric Field during Sandstorm |
李东峰 | |
Thesis Advisor | 薄天利 |
2017-05-01 | |
Degree Grantor | 兰州大学 |
Place of Conferral | 兰州 |
Degree Name | 硕士 |
Keyword | 沙尘暴 垂向电场 时空演化 分层现象 |
Abstract | 随着人们对沙尘暴研究的日益深入,沙尘暴中电场的存在逐渐得到广泛认可, 并且作为新兴的研究领域,逐渐得到学者们的重视。目前对风沙电场的研究工作 主要还局限于近地表附近。对更高处的风沙电场认知仍十分模糊。为了弄清楚沙 尘暴中垂向电场的空间演化规律,本文在 QLOA(Qingtu Lake Observation Array) 进行了一系列的野外观测工作。相比于其他的野外观测实验,本文实验特点主要 在于:1)多因素测量:本论文除测量电场强度外,还测量了三维风速、粉尘浓 度以及环境温度。并将多种因素进行综合分析。2)实时高频测量:本论文实验 所用的所有仪器均使用 SPC(沙粒数计数设备)时间进行计时,以确保实验数据 的同步性。三维风速以及温度测量频率达到 50Hz,沙尘浓度和电场强度测量频 率达到 1Hz。3)测量高度以及空间分辨率高:测量实验将高度提升到了 30m,三 维风速和环境温度测量高度 11 个,PM10 浓度测量高度 12 个,垂向电场强度测 量高度 24 个(空间分辨率达到了 1m),为研究垂向电场强度空间分布规律以及 其与风速和沙尘浓度空间分布规律的关联提供了保证。4)测量周期长:本论文 观测实验为期约 3 个月,观测到的沙尘天气 20 余场,使得实验数据较为全面, 提高了实验结果的可靠性。 通过对实验结果的研究分析,本论文得到的主要结论如下:1)验证了沙 尘暴中垂向电场的分层现象确实存在,给出了其高度廓线以及两个较为明显的两 个方向转变的临界高度,并且发现上升下降期分层结构依然存在,只是强度小于 稳定期。2)将垂向电场与粉尘浓度进行对比研究,发现垂向电场的分层现象可 能是由于沙尘浓度空间变化趋势分层造成的。3)将垂向电场与风速以及温度进 行了对比研究,表明在风速在 0.3m/s~0.35m/s 范围,垂向电场大小主要由沙尘 颗粒荷质比所主导。0.2m/s~0.3m/s 以及 0.35m/s~0.5m/s 范围主要由沙尘浓度 主导。大气温度对不同高度处的垂向电场的定量上的影响是一致的,即随温度增 加,垂向电场强度增大。 |
Other Abstract | With the deepening of the study of sandstorm, the existence of electric field in dust storm has been widely recognized, and as a new research field, scholars have gradually paid attention to it.At present, the research of sandstorm electric field is mainly confined to the near surface. The |
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Language | 中文 |
Document Type | 学位论文 |
Identifier | https://ir.lzu.edu.cn/handle/262010/226009 |
Collection | 土木工程与力学学院 |
Recommended Citation GB/T 7714 | 李东峰. 沙尘暴期间垂向电场时空演化规律实验研究[D]. 兰州. 兰州大学,2017. |
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