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一个观测冰核的15 L混合云室

杨绍忠 楼小凤 黄庚 酆大雄

杨绍忠, 楼小凤, 黄庚, 等. 一个观测冰核的15 L混合云室. 应用气象学报, 2007, 18(5): 716-721..
引用本文: 杨绍忠, 楼小凤, 黄庚, 等. 一个观测冰核的15 L混合云室. 应用气象学报, 2007, 18(5): 716-721.
Yang Shaozhong, Lou Xiaofeng, Huang Geng, et al. A 15 L mixing cloud chamber for testing ice nuclei. J Appl Meteor Sci, 2007, 18(5): 716-721.
Citation: Yang Shaozhong, Lou Xiaofeng, Huang Geng, et al. A 15 L mixing cloud chamber for testing ice nuclei. J Appl Meteor Sci, 2007, 18(5): 716-721.

一个观测冰核的15 L混合云室

资助项目: 

国家“十五”科技攻关重大计划项目“人工增雨技术研究及示范” 2001BA610-06

A 15 L Mixing Cloud Chamber for Testing Ice Nuclei

  • 摘要: 小型混合云室常用于自然冰核浓度的观测和人工冰核成核率的检测。使用表明:由于受云室容积、造雾方法和操作程序等因素的影响, 检测结果有很大差异, 难以相互比较。为提高检测数据的可信性, 设计并制作了15 L混合云室。云室由F22压缩机系统制冷, 最低能达到-28℃。为减小云室温度的波动, 在云室外围设计有装满乙二醇-水溶液的夹套。在溶液中, 安装了1个1 kW的电加热器, 接通后可使云室升温。在夹套外, 采用发泡技术形成约10 cm厚的绝热层, 以使云室与外界绝热。云室运行时, 可通过控制压缩机和电加热器得到实验温度。此外, 为拓宽检测冰核浓度的检测范围, 设计了玻璃片接取显微镜读数和糖盘接取目测读数两种可供选择使用的冰晶观测方法, 前者在冰晶浓度高时使用 (人工冰核), 后者在低浓度时使用 (自然冰核)。另一个重要改进是:先由一个超声雾化器产生常温雾, 而后使常温雾穿过一个低温狭缝进行预冷, 当雾温等于或低于云室温度后再进入云室。这一措施不仅避免了瞬时高度过饱和, 而且还减小了对云室温度的扰动。该云室在弹载催化剂成核率的改进实验中发挥了重要作用, 曾用它对多个人工冰核复合配方进行了检测和对比。结果表明:云室具有较好的稳定性和重复性, 整体性能优于以往的同类云室。这一结果是由于改进了提供过冷雾的设计和冰晶接取方法得到的。
  • 图  1  15 L混合云室结构示意图

    Fig. 1  The configuration of 15 L mixing cloud chamber

    图  2  15 L混合云室的制冷效率

    Fig. 2  The cooling efficiency of 15 L mixing cloud chamber

    图  3  15 L混合云室中的垂直温度

    Fig. 3  The vertical distribution of temperature in the chamber

    图  4  15 L混合云室中水平温度

    Fig. 4  The horizontal distribution of temperature in the chamber

    图  5  15 L混合云室的过冷雾滴谱

    Fig. 5  The spectra of super-cooled fog introduced to the chamber

    图  6  15 L混合云室的冰晶接取装置

    Fig. 6  The device of collecting ice inside 15 L mixing cloud chamber

    图  7  两种供雾方法的成核率比较

    Fig. 7  Ice nuclei effectiveness with two fog supplying methods

    图  8  37型碘化银炮弹成核率的对比

    Fig. 8  Comparison of ice nuclei effectiveness measured with different cloud chambers

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    [5] 杨绍忠, 酆大雄.改进的人工增雨水滴冻结实验装置.气象科技, 2005, (5):451-455. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ200505014.htm
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    [7] 游来光, 王广河, 酆大雄.人工增雨新催化技术系统研究 (Ⅰ).气象科技, 2002, 30(增刊):1-14. http://www.cqvip.com/QK/84217X/200001/1001863681.html
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    [10] 酆大雄.一种新的测量云雾滴的感水胶膜.气象学报, 1980, 38(4):360-366. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB198004007.htm
    [11] 酆大雄.云室中两种检测冰晶方法的比较.气象, 2003, 29(1):17-19. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX200301003.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-03-23
  • 修回日期:  2007-01-30
  • 刊出日期:  2007-10-31

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