研究目的
本研究探讨的问题或现象是:利用一种无需干燥压缩气体、结构紧凑且可自主运行的仪器,测量云中包含水汽相、液态水相和冰相在内的总含水量。
研究成果
CLH-2是一款新型总水含量测量仪,专为机载原位测量云中总水含量而设计。该仪器采用紧凑型热稳定光学平台、光纤耦合光学系统及集成式加热进气口。其设计特性与性能参数使其适用于多种环境,对云中液态水含量的测定不确定度(1-σ)约为14.3%至16.1%。
研究不足
CLH-2仅适用于增强总水混合比达到或超过750微摩尔/摩尔的情况。该仪器对凝结水粒子的灵敏度受粒子尺寸影响,只有直径小于58微米的球形冰晶才能在入口处完全汽化。
1:实验设计与方法选择:
CLH-2采用可调谐二极管激光光谱技术测量气团中的总含水量,包括环境水蒸气及凝结水粒子在通过集成加热进气管道时蒸发所贡献的水分。根据实验室校准数据及吸收池内测量的温度和压力,将吸收光谱转换为水蒸气混合比。
2:样本选择与数据来源:
采样空气通过前向次等动能进气管道进入,导致颗粒浓度相对于环境有所增强。该仪器使用Li-Cor 610露点发生器产生的纯蒸汽混合物进行校准,并通过高精度流量控制器和干燥气体供应进行定性稀释。
3:实验设备与材料清单:
CLH-2包含一个53.3厘米长的闭路池(单程光路)、10毫瓦InGaAsP二极管激光器、宽带InGaAs光电二极管、光纤、GRIN准直器及质量流量控制器。
4:3厘米长的闭路池(单程光路)、10毫瓦InGaAsP二极管激光器、宽带InGaAs光电二极管、光纤、GRIN准直器及质量流量控制器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过20赫兹锯齿波调制激光驱动电流,使激光波长在水蒸气吸收特征范围内变化。测量通过样品气体的光传输量,并将吸收光谱转换为水蒸气混合比。
5:数据分析方法:
通过对波长积分计算展宽吸收特征的面积,并采用有理函数拟合校准点网格,以获取运行中的VMR(体积混合比)数值。
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