відно.
Рисою і тильдою позначені значення величин за межами циліндра і на його кордоні відповідно.
. Рівняння нерозривності, записане в наближенні несжимаемости середовища
, (4.2)
де - щільність повітря.
. Рівняння збереження енергії
, (4.3)
де - сухоадіабатіческій градієнт температури, - джерело-стік температури.
. Рівняння балансу відносини суміші водяної пари
, (4.4) де - джерело-стік водяної пари.
. Рівняння балансу відносини суміші хмарних крапель
, (4.5)
де - джерело-стік хмарних крапель, - їх швидкість седиментації.
. Рівняння балансу відносини суміші дощових крапель
, (4.6)
де - джерело-стік дощових крапель, - швидкість їх седиментації.
. Рівняння балансу відносини суміші частинок кристалічних опадів
, (4.7)
де - джерело-стік градин, - швидкість їх седиментації.
. Рівняння балансу відносини суміші хмарних крижаних кристалів
, (4.8)
де - джерело-стік градин, - швидкість їх седиментації.
. Рівняння балансу відносини суміші вільних аерозольних часток
, (4.9)
де - джерело-стік аерозольних часток, - швидкість їх седиментації.
. Рівняння балансу відносини суміші аерозольних часток, що містяться в дощових краплях
, (4.10)
де - джерело-стік аерозольних часток, що містяться в дощових краплях.
. Рівняння балансу відносини суміші аерозольних часток, що містяться в градини
, (4.11)
де - джерело-стік аерозольних часток, що містяться в градини.
Перший член в правій частині рівнянь (4.4 - 4.11) описує конвективний перенос з урахуванням власної швидкості переміщення субстанції. Для відносини суміші водяної пари ця швидкість дорівнює нулю. Другий член описує турбулентний обмін субстанціями між циліндром і навколишнього атмосферою (в параметричної формі), третій - впорядкований перенесення субстанції через бічну кордон циліндра горизонтальним потоком повітря. Далі в рівняннях (4.5 - 4.11) слід член, обумовлений залежністю швидкості седиментації частинок відповідного сорту, а також, щільності середовища від вертикальної координати [19]. Останній член в правій частині рівняння енергії описує джерело (стік) тепла при фазових переходах вологи, а в (4.4 - 4.11) - джерело (стік) субстанції в результаті микрофизических процесів або (для випадку вільних аерозолів?? ьних частинок) внаслідок емісії речовини із зовнішнього джерела. Останні члени правій частині рівняння руху описують силу плавучості, а також вага зважених у повітрі твердих і рідких частинок.
Система доповнена рівняннями стану ідеального газу і гідростатики, а також формулами для насичує значення відношення суміші водяної пари щодо плоскій поверхні води і льоду [17] і для розрахунку віртуальної температури.
.1.4 мікрофізична процеси в хмарі. Початкові і граничні умови
Пар, вода, лід і аерозолі можуть переходити з однієї фракції в іншу як в результаті фазових переходів вологи, так і внаслідок механічного взаємодії частинок між собою. Процеси, супроводжувані фазовими переходами, внаслідок як прямих, так і зворотних зв'язків, впливають на всі параметри конвективного хмари. З цієї причини в моделі необхідний облік джерел і стоків різних субстанцій в результаті тих чи інших микрофизических процесів.
Суворе теоретичне опис вищеперерахованих процесів можливо за допомогою складних інтегро-диференціальних рівнянь [20], вирішення яких навіть для жідкокапельной фази можна отримати тільки чисельними методами. Досконалі методи деталізованого опису крижаних часток на сьогоднішній день відсутні, що пояснюється різноманіттям форм кристалів, особливостей їх внутрішньої будови, а також, спектрів розподілів крижаних часток за розмірами [21]. У ще більшою мірою сказане справедливо і щодо АЧ будь-якого виду. При детальному описі микрофизических процесів за участю кристалів і (або) аерозольних часток необхідне введення численних змінних, що за відсутності серйозних спрощень призведе до різкого збільшення тривалості розрахунків.
Сенс параметричного підходу полягає в заміні докладного опису микрофизических процесів за допомогою кінетичних рівнянь для функцій розподілу частинок за розмірами наближеним описом еволюції інтегральних характеристик (наприклад, масової концентрації) сукупності хмарних частинок того чи іншого виду. Введення такої заміни дозволяє істотно спростити модель і прискорити розрахунки.
Розглянемо реалізацію параметричного підходу, запропоновану в даній моделі з урахуванням присутності грубодисперсних аерозолів в хмарі.
Покладається, що вся волога в хмарі складається ...
