用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置的制作方法

本发明涉及大气环流实验研究领域，更具体而言，涉及地表不均匀升温对大气环流影响的实验研究领域。

背景技术：

在气候变化和人类活动的影响下，下垫面条件发生剧烈的变化，进一步影响自然水循环过程。空气是连接天空和地表的中介物质，气流是二者的中间过程和连接形式，气流的运动则是水循环过程中的一个重要环节。大气环流的研究是科学家研究气候变化的一个重要手段。目前，学者们关于大气环流的研究较多，但是关于定量化的研究还略有不足。此外，不同下垫面不同增温对大气环流的定量影响方面的研究也比较欠缺。因此，在当前极端天气条件频发的情况下，急需进行下垫面不均匀升温对大气环流的定量化研究，为未来应对气候变化和下垫面改变，影响大气环流的研究提供实验基础。

技术实现要素：

为了填补现有大气环流实验研究领域的空缺，本发明采用简单有效的实验装置，研究地表不均匀升温对大气环流场的影响。

根据本发明的实施例的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置，包括：实验装置主体，所述实验装置主体限定一密闭空间；下垫面模拟层，所述下垫面模拟层设置在所述实验装置主体的中央；加热装置，所述加热装置设置在所述下垫面模拟层下方；以及检测装置，所述检测装置包括气体检测器和温度检测器，所述气体检测器和所述温度检测器布置在实验装置主体上。

所述实验装置主体为长方体且长宽高尺寸均不小于10m。优选地，所述实验装置主体为立方体，其中所述实验装置主体的尺寸为10m*10m*10m。

所述下垫面模拟层为土壤层。所述土壤层的厚度不小于0.3m且不大于1m。

所述加热装置为一个或多个。在一优选实施例中，所述加热装置为多个，并且相邻的多个加热装置之间设置有隔热层。

在所述下垫面模拟层与所述加热装置之间进一步设置有导热层。

与现有技术相比，本发明能控制下垫面模拟层不同位置的受热情况，达到模拟地表不均匀升温的效果，从而在不同升温情况下，检测大气环流的情况。此外，本发明还能更换下垫面层，能实现对于不同垫面层的模拟。根据本发明的实验装置结构简单，易于操作。

附图说明

在下文中将参照附图更完全地描述本发明的一些示例实施例；然而，本发明可以以不同的形式体现，不应当被认为限于本文所提出的实施例。相反，附图与说明书一起例示本发明的一些示例实施例，并用于解释本发明的原理和方面。

在图中，为了例示清楚，尺寸可能被夸大。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。

图1是根据本发明的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置的示意性透视图。

图2为根据本发明的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置的纵截面示意图。

图3为本发明的加热装置与隔热层的示意性平面布置图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，本发明的某些示例性实施例简单地通过例示的方式被示出和描述。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。因此，图和描述将被视为在本质上是例示性的，而不是限制性的。

下面将参照附图进一步详细描述根据本发明的一个示例性实施例的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置。

图1是根据本发明的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置的示意性透视图。图2为根据本发明的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置的纵截面示意图。

同时参照图1和图2，根据本发明的用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置，包括：实验装置主体1、下垫面模拟层2、加热装置3以及检测装置4。

如图1中所示，实验装置主体1被示出为密闭箱体，该密闭箱体由玻璃钢制成，在其中限定一密闭空间。然而，根据本发明的实施例不限于此，实验装置主体还可为一个密闭的大空间实验室。实验装置主体1可为长方体且长宽高尺寸均不小于10m，从而能更好地模拟大气环流场。优选地，实验装置主体1可为立方体。下垫面模拟层2设置在实验装置主体1的中央。下垫面模拟层2为接近自然条件下的土壤层，其中土壤层的厚度不小于0.3m且不大于1m。在另外的实施例中，下垫面模拟层2还为覆盖有植被的土壤层、水泥路面等等。

在根据本发明的一优选实施例中，实验装置主体1的尺寸为10m*10m*10m，土壤层的尺寸为5m*5m*0.5m，土壤层设置在实验装置主体1的中央，也就是说，土壤层的四个周边均与实验装置主体间隔2.5m。

加热装置3设置在下垫面模拟层2下方，其中加热装置3可为一个或多个。在根据本发明的一优选实施例中，加热装置3为多个。

图3为本发明的加热装置与隔热层的示意性平面布置图。在图3所示的示例中，加热装置为均匀布置的5*5个，为了实现下垫面模拟层2的不均匀升温，可以开启图示25个加热装置中的一部分加热装置，例如，启动多个加热装置3中的第一种组合a或第二种组合b，同时关闭剩下的加热装置，从而对下垫面模拟层2的不同区域进行加热，以实现对不同位置的升温，然后读取气体检测器4a和温度检测器4b的检测数据，从而得到第一种不均匀升温情况下密闭空间中不同时间和不同空间位置的气体成分、气体浓度以及气体温度。

进一步，在相邻的多个加热装置3之间设置有隔热层5，由于多个加热装置3被隔热层5所隔离，从而加热互不影响，以便更好地实现对下垫面模拟层2的不均匀升温的目的。此外，在下垫面模拟层2与加热装置3之间进一步设置有导热层，实现下垫面模拟层2的快速升温。

再次参见图1，检测装置4包括气体检测器4a和温度检测器4b。气体检测器4a和温度检测器4b均匀地布置在实验装置主体1的顶部、底部和侧部，气体检测器4a用于检测气体成分和浓度，温度检测器4b用于检测气体的温度，根据实验装置主体1在不同时间点不同空间位置的气体温度以及气体成分和浓度，研究大气环流情况。

在本文中已经公开了一些示例性实施例，尽管采用特定的术语，但它们仅以一般和描述性的意义被使用并将被解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，正如对本领域普通技术人员将变得明显的那样，结合特定实施例描述的一个或多个特征、特性和/或元件可以单独使用，或可以和结合其它实施例描述的一个或多个特征、特性和/或元件组合使用，除非有相反的明确表示。本领域技术人员将理解，在不背离如所附权利要求及其等同方案中提出的本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行各种改变。

附图标记说明

1实验装置主体

2下垫面模拟层

3加热装置

4检测装置

4a气体检测器

4b温度检测器

5隔热层

a第一种组合

b第二种组合。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种用于模拟地表不均匀升温对大气环流场影响的实验装置，包括：实验装置主体(1)，所述实验装置主体(1)限定一密闭空间；下垫面模拟层(2)，所述下垫面模拟层(2)设置在所述实验装置主体(1)的中央；加热装置(3)，所述加热装置(3)设置在所述下垫面模拟层(2)下方；以及检测装置(4)，所述检测装置(4)包括气体检测器(4a)和温度检测器(4b)，所述气体检测器(4a)和所述温度检测器(4b)布置在实验装置主体(1)上。

技术研发人员：王建伟;严登华;史婉丽;翁白莎;秦天玲;王浩
受保护的技术使用者：中国水利水电科学研究院
技术研发日：2017.07.19
技术公布日：2017.10.24