發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 08:33

　　 厘清地外強(qiáng)迫因子對(duì)地球天氣-氣候的作用機(jī)制是計(jì)算自然和人為因素與氣候變化貢獻(xiàn)率的先決條件,而太陽(yáng)活動(dòng)是影響地球最主要的地外強(qiáng)迫因子。太陽(yáng)除了直接為地球上的天氣-氣候變化提供能量以外,還能夠通過(guò)太陽(yáng)活動(dòng)、太陽(yáng)風(fēng)調(diào)制進(jìn)入大氣的高能粒子通量及兩極的大氣電勢(shì)分布,干預(yù)電離層的大氣電離活動(dòng),通過(guò)全球大氣電路控制云微物理過(guò)程和大氣粒子譜分布,由此改變?cè)频暮暧^物理過(guò)程,從而對(duì)地球上的天氣和氣候產(chǎn)生影響。本文基于太陽(yáng)活動(dòng)-空間天氣-全球電路-靜電云微物理機(jī)制的理論基礎(chǔ),通過(guò)計(jì)算大氣帶電粒子的碰并效率,模擬大氣帶電粒子的碰并過(guò)程對(duì)云的生命周期和降水過(guò)程的具體影響,以探討地外強(qiáng)迫因子影響地球天氣-氣候的途徑及其主要的物理機(jī)制。主要得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):1、使用激光多普勒測(cè)量?jī)x測(cè)量真空電場(chǎng)中被電子槍充電后克服重力漂浮的礦物細(xì)顆粒物的粒徑與速度,計(jì)算得到粒徑為0.5μm~10μm間的顆粒帶電量約為10~(-20)~10~(-14)C,與前人研究結(jié)果相似。2、根據(jù)兩個(gè)相互作用的帶電顆粒之間的映射電荷靜電力,使用導(dǎo)電面方法,在流場(chǎng)中與斯托克斯流體阻力的平衡,推導(dǎo)獲得映射電荷靜電力碰并效率計(jì)算公式。根據(jù)推導(dǎo)獲得的公式計(jì)算及其與前人計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,得出以下結(jié)論:映射電荷靜電力碰并效率與模擬軌跡拋射模型的數(shù)值模擬結(jié)果在半徑為0.1~1μm“Greenfield Gap”的范圍內(nèi)顯著相關(guān);對(duì)于攜帶異種電荷兩個(gè)粒子,在不同的電場(chǎng)強(qiáng)度下,映射電荷靜電力碰并效率通常大于庫(kù)侖力碰并效率;粒子帶電量的增大會(huì)引起粒子間的靜電力作用的增大,從而導(dǎo)致帶電粒子間靜電力碰并效率的增大;“Greenfield Gap”的范圍不僅與小粒子的粒徑有關(guān),還與大粒子的粒徑有關(guān)。3、基于CReSS-SDM云模式的模擬中發(fā)現(xiàn):大氣電場(chǎng)強(qiáng)度增加提高了大氣粒子的帶電量,促進(jìn)粒子間碰并過(guò)程的發(fā)生,促進(jìn)大氣中云滴、雨滴的轉(zhuǎn)化,增大降水量;相比庫(kù)侖力,相同大氣電場(chǎng)強(qiáng)度作用下映射電荷靜電力對(duì)云的形成和降水過(guò)程的影響更大;而當(dāng)只有一定粒徑范圍的顆粒帶電時(shí),只有該粒徑范圍的碰并效率得到提高,因此只有粒徑略大于這個(gè)范圍的顆粒的數(shù)量得到顯著提升,數(shù)量得到大幅度提升的這部分顆粒由于不帶電,不具有靜電力碰并效率,不能促進(jìn)其進(jìn)一步增長(zhǎng),形成阻滯,因此也不能夠生成更多的雨滴從而提高降水量。從以上結(jié)論可以認(rèn)識(shí)到,太陽(yáng)活動(dòng)能夠通過(guò)調(diào)制大氣電場(chǎng)影響大氣云層的生命周期及粒子譜的演變,從而影響地球天氣-氣候,與太陽(yáng)活動(dòng)-空間天氣-全球電路-靜電云微物理機(jī)制的理論一致。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P426.5
【部分圖文】：

大學(xué) 2018屆碩士學(xué)位論文 第一會(huì)使水滴累積同種電荷。Beard and Ochs（1983）列舉了云滴累積包括擴(kuò)散充電，漂移充電和選擇性離子充電。間電荷附著在水滴上使水滴帶電后，帶電水滴又會(huì)由于飽和-干燥空而蒸發(fā)，電荷會(huì)殘留在蒸發(fā)核（曾經(jīng)為凝結(jié)核的氣溶膠顆粒）內(nèi)成核。這類帶電蒸發(fā)核能攜帶比與其相同粒徑大小的顆粒正常情況下大得多的電荷長(zhǎng)達(dá) 10 分鐘（Tinsleyand Zhou，2015)。水滴對(duì)周圍會(huì)因?yàn)榱Ｗ由系碾姾膳c其在水滴上產(chǎn)生的映射電荷之間的靜電吸這個(gè)過(guò)程稱為靜電清除。由于蒸發(fā)核上的電荷產(chǎn)生于初始空間電荷于 JZ，因此認(rèn)為靜電清除率是對(duì)太陽(yáng)風(fēng)輸入的反饋。

師范大學(xué) 2018屆碩士學(xué)位論文 第一的宏觀物理特征以及大氣降水的影響。選擇合適的流場(chǎng)對(duì)粒子間碰并效率的計(jì)算十分重要。不同的流場(chǎng)下，不粒子的表現(xiàn)相去甚遠(yuǎn)。但是愈加精確的計(jì)算方法愈加復(fù)雜，需要花費(fèi)更，這就不利于應(yīng)用到更高級(jí)的模型中。因此，選擇合適的流場(chǎng)不僅需要果精確，更重要的是簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，使之能夠運(yùn)用到更加復(fù)雜更加高級(jí)，能夠進(jìn)行宏觀模擬，具有實(shí)際意義。6 技術(shù)路線本研究在前人研究、基礎(chǔ)調(diào)研與相關(guān)文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)資料搜集的基礎(chǔ)上，采試分析與計(jì)算機(jī)編程模擬相結(jié)合的研究方法，以此開(kāi)展研究工作。

（2）調(diào)整激光發(fā)射器的位置，使兩臺(tái)發(fā)射器發(fā)射的激光束的焦點(diǎn)位于實(shí)驗(yàn)腔中部；調(diào)整多普勒接收器的位置和高度，使之能捕捉到激光束的焦點(diǎn)。（3）將礦物粉末顆粒放入 10mm×10mm×2mm 的合金樣品槽中，將樣品槽放在實(shí)驗(yàn)腔的樣品臺(tái)上，調(diào)整樣品臺(tái)的高度，使樣品槽的中心在激光束焦點(diǎn)以下約10mm 處。（4）關(guān)閉實(shí)驗(yàn)腔，打開(kāi)機(jī)械真空泵，為實(shí)驗(yàn)腔創(chuàng)造真空環(huán)境。但是所用機(jī)械泵不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的真空度，因此當(dāng)實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)氣壓從一個(gè)大氣壓下降到約10-1Pa 時(shí)，打開(kāi)分子泵，繼續(xù)降低實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)氣壓。（5）待實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)氣壓降低到 10-5Pa，符合實(shí)驗(yàn)要求的真空度后，開(kāi)啟電子槍，調(diào)節(jié)束流、能量等變量。（6）待電壓檢測(cè)板示數(shù)穩(wěn)定后，開(kāi)啟監(jiān)控，記錄數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)量達(dá)到 2000 組以上，保存數(shù)據(jù)，調(diào)整電學(xué)變量，進(jìn)行下一組實(shí)驗(yàn)。
【參考文獻(xiàn)】

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1 張小曳;;中國(guó)不同區(qū)域大氣氣溶膠化學(xué)成分濃度、組成與來(lái)源特征[J];氣象學(xué)報(bào);2014年06期

2 王紹武;;第4個(gè)全球溫度序列[J];氣候變化研究進(jìn)展;2012年03期

3 王紹武;聞新宇;黃建斌;;不久的將來(lái)氣候會(huì)變冷嗎?[J];科學(xué)通報(bào);2010年30期

4 王紹武;;中世紀(jì)暖期與小冰期[J];氣候變化研究進(jìn)展;2010年05期

5 王紹武;羅勇;趙宗慈;;關(guān)于非政府間國(guó)際氣候變化專門委員會(huì)(NIPCC)報(bào)告[J];氣候變化研究進(jìn)展;2010年02期

6 周立旻;Brian A.Tinsley;鄭祥民;王世杰;;太陽(yáng)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣候變化空間天氣機(jī)制研究進(jìn)展[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2007年11期

7 李崇銀;;太陽(yáng)活動(dòng)如何影響天氣氣候變化[J];創(chuàng)新科技;2007年05期

8 李崇銀,翁衡毅,高曉清,鐘敏;全球增暖的另一可能原因初探[J];大氣科學(xué);2003年05期

9 安芷生,S.Porter,G.Kukla,肖舉樂(lè);最近13萬(wàn)年黃土高原季風(fēng)變遷的磁化率證據(jù)[J];科學(xué)通報(bào);1990年07期

10 竺可楨;;中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究[J];考古學(xué)報(bào);1972年01期

本文編號(hào)：2884561