基于数字全息干涉术测量液相云微物理起伏的湍流参数表征

• 作者: 高攀 王骏 唐家斌 高阳子 刘晶晶 闫庆 华灯鑫
• 来源期刊: 光子学报
• 关键词: 数字全息 同轴数字全息 液相云微物理 云滴谱
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 大气与海洋光学|Atmospheric and Oceanic Optics
• 页码范围: 212-219
• 页数: 8页
• 分类号: O438.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20215007.0701002

摘要

针对云降水物理研究中湍流的测量需求,提出了一种基于数字全息干涉术测量液相云微物理起伏的湍流参数表征方法.该方法无需假设云滴谱分布函数及调整相关参数即可获得实际湍流影响的液相云微物理起伏.利用定常湍流影响的雾滴模拟液相云滴,采用像元尺寸1.67μm的相机时序记录雾滴谱,获得含水量与雾滴平均半径的起伏.根据湍流理论,计算了湍流的方差,时间相关系数,协方差和互相关系数.最终,通过分析不同间隔时间含水量的时间相关系数,获得湍流场的时间尺度为100 ms;在固定采样间隔71 ms的条件下,分析不同起始时间含水量的时间相关系数,其起伏量与平均值的最大偏差为23％,证明了测量区域流场为定常湍流.该方法可为研究液相云微物理与湍流特性及相互作用机理提供有效的测量手段.