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    (2) 雾发展过程
    在雾发展阶段,雾滴与气溶胶的总颗粒数目随时间增长,其尺度也逐渐增大。在这一过程中主要考虑气溶胶颗粒物的凝并、破碎、沉积和成核4个动力学事件同时发生的情况。
    1)    颗粒的多效应动力学模型
    凝并核采用线性凝并核,破碎核采取二次指数速率破碎核,沉积核为考虑重力和扩散的沉积核,成核核为一阶成核核。
    凝并核模型: =B (U+V)     B为凝并核系数,U、V为不同颗粒的体积。
    破碎核模型: =S V2               S为破碎核系数。
    沉积核模型: =C V2/3             C为沉积核系数。
    成核核模型: =C         C为成核核系数。
    2)    结果与讨论
    选择上一节雾形成过程t=1000s时刻的参数作为雾发展阶段计算的初始条件。图3.5显示了气溶胶颗粒物总数目/初始颗粒总数目的比值(N/ N0)、颗粒平均体积Vavg随时间变化情况。图3.6给出了t=250s,t=500s,t=750s,t=1000s时刻颗粒尺度分布的情况。图中可以看到:雾发展阶段,颗粒物之间的凝并作用,以及破碎、沉积和成核效应,导致颗粒总数目和颗粒平均体积尺度随时间缓慢增加。
       
       (a)颗粒数目随时间变化曲线图        (b) 颗粒平均体积随时间变化曲线图
    图3.5气溶胶颗粒数目及颗粒平均体积随时间的变化曲线

       
    (a) t=250s                             (b) t=500s
       
    (c) t=750s                            (d) t=1000s
    图3.6雾发展阶段气溶胶颗粒体积尺度随时间演变过程(颗粒数目:个)
    表3.2给出了雾发展的不同时刻,颗粒数目峰值对应的气溶胶颗粒物体积尺度。可以看到:体积尺度为17.4的气溶胶颗粒物,其颗粒数目均较大。这主要是气溶胶颗粒物破碎和凝并等效应使得颗粒数目逐渐增多。

    表3.2 气溶胶颗粒体积与数目峰值的关系
        颗粒体积尺度
    (无量纲)    颗粒数目的峰值
    /初始颗粒数目
    t=250s    17.4    0.0144
    t=500s    11.6    0.0136
        17.4    0.0137
    t=750s    11.6    0.0141
        17.4    0.0149
    t=1000s    17.4    0.0157
    注:初始颗粒数目N0=107。
    (2) 雾的消散过程
    雾发展阶段的后期,气溶胶颗粒物受到大气环境的温度、湿度等影响,雾滴发生蒸发和沉积。如果此时,大气环境湍流度较低,存在较明显的逆温层,这时雾天气很容易转化成霾天气。
    在雾消散过程,气溶胶颗粒物的动力学事件主要有:破碎、蒸发和沉积。
    1)颗粒的多效应动力学模型
    破碎核采取二次指数速率破碎核,产生的子颗粒数目b=2,子颗粒体积取值采用均匀分布,即子颗粒以相同的概率取(0,U)之间的任何尺度。U为母颗粒尺度。蒸发事件采用连续蒸发核,沉积核为考虑重力和扩散的沉积核。
    破碎核模型: =SV2                S为破碎核系数。V为颗粒的体积
    蒸发核模型: =ZV2         Z为蒸发核系数。
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