онденсація водяної пари, що міститься в втягується повітрі. Утворюється хмара, причому, складові його краплі можуть містити значні концентрації шкідливих речовин в результаті їх взаємодії з продуктами горіння [14].
Хмари пожеж. При пожежах джерело енергії діє протягом тривалого часу (від декількох годин до декількох місяців). У зв'язку з цим конвективні течії мають форму струменів.
Характеристики конвективних хмар, що розвиваються над пожежами, залежать від кількості та фізико-хімічних властивостей горючих речовин, площі, охопленої вогнем, вологості повітря. Крім цього, істотний вплив на розвиток хмари надають радіаційні фактори.
Маса аерозолю, що викидається в атмосферу при пожежах, становить: для міських пожеж -, для лісових пожеж -. Інтенсивність аерозолів і площа, охоплена пожежею, можуть змінюватися на кілька порядків в залежності від кількості та характеру горючих речовин, особливостей підстильної поверхні, причини пожежі і стадії його розвитку.
Хмари над факелами промислових підприємств. Викиди, які у атмосферу з димових труб та інших промислових джерел, перегріті щодо навколишнього середовища. У зв'язку з цим над джерелом відбувається підйом повітря.
Промислові викиди містять аерозольні компоненти, що найбільшою мірою характерно для димарів. Інтенсивність аерозольній емісії та фізико-хімічні властивості аерозольних часток залежать від типу промислового підприємства, режиму його роботи, від характеру і пристрої фільтруючих систем, застосовуються під час очищення викидів.
Хмари вулканічного походження. Виверження вулканів являють собою періодично діючі джерела, що викидають в атмосферу горючі гази, водяна пара і аерозолі. При цьому відбувається утворення конвективного хмари вулканічного походження, що представляє собою вертикальні струменя, що містять продукти виверження.
Аерозоль, що міститься в таких хмарах, можна поділити на два типи:
Вулканічний попіл, що складається з силікатних частинок, що утворюються при застиганні крапель магми і при руйнуванні вулканічних порід.
Продукти фізико-хімічних реакцій за участю газоподібних продуктів виверження і атмосферних газів.
Продукти згоряння, що утворюються при пожежах поблизу вулкана.
Забруднені конвективні хмари, не пов'язані з екстремальними ситуаціями. Нерідко спостерігаються випадки, коли хмара, що утворюється в нормальних умовах, містить велику кількість аерозольних часток в результаті попадання в нього продуктів аерозольної емісії при пожежах, вибухах, промислових викидах, виверженнях вулкана, запорошених бурях, що мали місце поблизу району освіти конвективного хмари.
4. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ чисельну модель конвективних хмар
. 1 Опис чисельної моделі
. 1.1 Обгрунтування вибору моделі
Можливості натурних досліджень конвективних хмар сильно обмежені. Основними факторами, що утрудняють натурні дослідження, є істотна нестаціонарність хмарних процесів, що утрудняє вимірювання, а також, небезпечні явища, що загрожують здоров'ю та життю експериментаторів або схоронності апаратури. У зв'язку з цим важливим інструментом дослідження фізики хмарних процесів, що відбуваються в конвективних хмарах, є чисельні моделі.
Ці моделі можуть бути класифіковані за цілою низкою ознак. За наявністю обліку залежності характеристик хмари від часу моделі можна поділити на стаціонарні та нестаціонарні; по розмірності простору - на нуль-мірні, одномірні, полуторамерние, двовимірні, тривимірні [14]. Моделі розрізняються за способом опису микрофизических процесів в хмарі. Крім цього, між різними моделями існують відмінності по наявності, повноті і способу обліку взаємодії хмари з навколишнім середовищем, фазових переходів, електричних процесів, хімічних реакцій, поширенню газоподібних і аерозольних домішок, радіаційних процесів та ін.
Вибір того чи іншого типу моделі здійснюється виходячи з мети і предмета дослідження, а також, наявних у розпорядженні обчислювальних засобів.
Дані натурних досліджень конвективних хмар переконливо показують, що такі хмари являють собою суто нестаціонарне явище. Отже, стаціонарні моделі стосовно до них можуть застосовуватися, в основному, для спрощеного аналізу деяких характеристик конвективних хмар, слабо мінливих протягом деякого проміжку часу. Між тим, відомо, що характерний час життя конвективного хмари, як правило, становить близько 102 хвилин; протягом цього періоду швидкість повітряних рухів в хмарі може змінюватися на 1 - 2 порядки; водність, питома щільність електричного заряду і напруженість електричного поля - на 3 - 6 порядків [24]. Таким чином, моделювання еволюції таких хмар, в основному, передбачає застосування нестаціонарної моделі.
Реалізація адекватних мод...
