Описание численной модели

где - источник-сток дождевых капель, - скорость их седиментации.

. Уравнение баланса отношения смеси частиц кристаллических осадков

где - источник-сток градин, - скорость их седиментации.

. Уравнение баланса отношения смеси облачных ледяных кристаллов

где - источник-сток градин, - скорость их седиментации.

Уравнение баланса отношения смеси свободных аэрозольных частиц

где - источник-сток аэрозольных частиц, - скорость их седиментации.

. Уравнение баланса отношения смеси аэрозольных частиц, содержащихся в дождевых каплях

где - источник-сток аэрозольных частиц, содержащихся в дождевых каплях.

. Уравнение баланса отношения смеси аэрозольных частиц, содержащихся в градинах

где - источник-сток аэрозольных частиц, содержащихся в градинах.

Первый член в правой части уравнений (4.4 - 4.11) описывает конвективный перенос с учетом собственной скорости перемещения субстанции. Для отношения смеси водяного пара эта скорость равна нулю. Второй член описывает турбулентный обмен субстанциями между цилиндром и окружающей атмосферой (в параметрической форме), третий - упорядоченный перенос субстанции через боковую границу цилиндра горизонтальным потоком воздуха. Далее в уравнениях (4.5 - 4.11) следует член, обусловленный зависимостью скорости седиментации частиц соответствующего сорта, а также, плотности среды от вертикальной координаты[19]. Последний член в правой части уравнения энергии описывает источник (сток) тепла при фазовых переходах влаги, а в (4.4 - 4.11) - источник (сток) субстанции в результате микрофизических процессов либо (для случая свободных аэрозольных частиц) вследствие эмиссии вещества из внешнего источника. Последние члены правой части уравнения движения описывают силу плавучести, а также вес взвешенных в воздухе твердых и жидких частиц.

Система дополнена уравнениями состояния идеального газа и гидростатики, а также формулами для насыщающего значения отношения смеси водяного пара относительно плоской поверхности воды и льда [17] и для расчета виртуальной температуры.

.4 Микрофизические процессы в облаке. Начальные и граничные условия

Пар, вода, лед и аэрозоли могут переходить из одной фракции в другую как в результате фазовых переходов влаги, так и вследствие механического взаимодействия частиц между собой. Процессы, сопровождаемые фазовыми переходами, вследствие как прямых, так и обратных связей, влияют на все параметры конвективного облака. По этой причине в модели необходим учет источников и стоков различных субстанций в результате тех или иных микрофизических процессов.

Строгое теоретическое описание вышеперечисленных процессов возможно с помощью сложных интегро-дифференциальных уравнений [20], решение которых даже для жидкокапельной фазы можно получить только численными методами. Совершенные методы детализированного описания ледяных частиц на сегодняшний день отсутствуют, что объясняется многообразием форм кристаллов, особенностей их внутреннего строения, а также, спектров распределений ледяных частиц по размерам [21]. В еще большей степени сказанное справедливо и в отношении АЧ любого вида. При детальном описании микрофизических процессов с участием кристаллов и (или) аэрозольных частиц необходимо введение многочисленных переменных, что при отсутствии серьезных упрощений приведет к резкому увеличению длительности расчетов.

Другие статьи по теме

Восстановление человеком экологических систем и поддержание в них естественного равновесия
Проблема сохранения природного богатства в настоящее время волнует всех. Человек довольно интенсивно использует природу для собственных нужд, тем самым нарушая ее целостность. В результате ...

Водоотведение
В проекте предусмотрены следующие системы водоснабжения: хозяйственно-питьевой производственный водопровод, противопожарный водопровод, горячее водоснабжение. Хозяйственно-питьевой, производстве ...

Экологическое состояние окружающей среды человека в Самарской области
С ростом общественного, особенно научного, интереса к экологическому состоянию окружающей среды человека в Самарской области все чаще стал возникать вопрос качества жизненной среды, влияюще ...