[实用新型]可测量冬季降雪微观相态的装置

说明书

本实用新型公开了一种可测量冬季降雪微观相态的装置，可测量冬季降雪微观相态的装置，包括箱体，箱体内设置有放置测量设备的隔板；所述测量设备包括通过立柱固定设置在隔板上方的CCD相机和固定设置立柱上用于调节CCD相机位置的位置调节机构，位于CCD相机下方的隔板上放置有采集降雪颗粒的雪样采集板；位于隔板上方的箱体后面板内侧端面上固定设置有与CCD相机输出端连接、用于显示采集的降雪颗粒形态的显示屏。本实用新型结构简单，操作方便，测量结果真实可靠，可就地进行观测，能够真实测量降雪颗粒的雪晶形态、尺度以及凇附程度等，提高了观测效率以及观测准确度。

技术领域

本实用新型涉及云物理和人工影响天气测量技术领域，特别是一种用于观测冬季降雪微观相态的装置。

背景技术

冬季降雪是全球水循环的重要组成部分，冬季降雪对社会、气候、地质、农业和生态系统至关重要。降雪的形成主要与环境条件和云中以及云下微物理过程有直接的关系，所以深入研究冬季降雪过程云中和地面冰相粒子形状及其演变等微物理特性以及与之紧密联系的宏观动力和热力条件，对理解冬季降雪形成机制具有重要的基础科学意义。

目前，精确预报复杂地形下山区降雪过程是极具挑战的，主要在于降雪分布高时空变异性以及与之相关联的冰相粒子形状、落速和粒子谱等微物理特性以及粒子谱参数化的巨大复杂性，所以对冬季降雪过程微物理特性的观测研究一直都受到科学家们的关注和高度重视。

雪花相态微物理特性的地面观测方法主要有显微拍摄法和光学仪器等，学者们利用这些方法取得了初步的观测结果。其中，雪晶的显微拍摄法目前没有成型的产品，仅限于科学家们对显微镜的改装和设备爱好者对相机的改装。

从上世纪30年代外国科学家们探索通过涂有石蜡的载玻片对雪花进行采样，并结合显微镜进行观测，这种通过胶片相机接显微镜的办法耗时，效果也较差。随着数码技术的发展，拍照技术大大便捷，国内在60年代曾用过显微镜拍摄雪花(酆大雄，1963年)，但由于雪花较大，即使低倍镜显微镜放大倍率也太高，无法看清雪花整体形貌，只能通过拍摄不同的位置进行拼接的办法，效率低，无法进行随机样本的统计。近些年，国外部分摄影爱好者通过改装相机接放大镜头的方法在野外拍摄雪花，但他们的关注点主要在于单颗雪花的美学形貌，缺乏科学统计意义，并且拍摄效果与个人拍摄技术息息相关，无法作为通用的设备使用。

随着光学技术的迅猛发展，利用光学探头对降雪粒子进行观测在许多研究中被采用。这些光学仪器主要用于飞机观测和地面外场观测，用于测量粒子的尺度和速度，其使用极大地提高了对降雪粒子为物理特性的观测水平，具有统计研究意义；但对单颗粒雪晶的高分辨率的细节探测性较差，且设备费用极其高昂，很大程度上限制了使用和普及。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种易于推广、方便在观测站应用、使用成本较低、可用于真实测量冬季降雪微观相态的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

可测量冬季降雪微观相态的装置，包括箱体，箱体内设置有放置测量设备的隔板；所述测量设备包括通过立柱固定设置在隔板上方的CCD相机和固定设置立柱上用于调节CCD相机位置的位置调节机构，位于CCD相机下方的隔板上放置有采集降雪颗粒的雪样采集板；位于隔板上方的箱体后面板内侧端面上固定设置有与CCD相机输出端连接、用于显示采集的降雪颗粒形态的显示屏。

上述可测量冬季降雪微观相态的装置，所述雪样采集板为高透光玻璃。

上述可测量冬季降雪微观相态的装置，所述箱体内还设置有为雪样采集板上的雪花进行补光的补光机构；补光机构包括设置在隔板下方的箱体底板上底部LED光源以及分别设置在隔板上方箱体左右两侧壁内端面上的侧边LED光源；所述隔板上开设有使底部LED光源发出的光线透过隔板照射到雪样采集板底端面的透光孔。

上述可测量冬季降雪微观相态的装置，所述底部LED光源通过支架安装在箱体底板上。