图5 春季2006年4月01日00时-07日23时负离子观测结果日变化分析
图6 春季2006年4月01日00时-07日23时负离子与温度观测结果相关分析
图7 春季2006年4月01日00时-07日23时负离子与湿度观测结果相关分析
根据图7分析,与湿度呈明显正相关,负离子浓度变化稍滞后于湿度变化。从负离子产生机制来分析,在空气湿度大时造成空气中水分子增大,有利于负离子的产生。
图8 春季2006年4月01日00时-07日23时负离子与两分钟风速观测结果相关分析
根据图8分析,与风速呈明显负相关。从负离子消散机制来分析,风速大时会造成空气湍流加强,有利于负离子的消散。
同样也可以分析其它季节的变化规律,可以得到大致相同的结论,但是产生影响负离子浓度变化的机制多方面综合的,利用本系统提供的高时间密度观测资料,可以对负离子生消机制开展下一步的分析与探讨。
4 结论与展望
本系统经过在贵州、江苏、河北、浙江等地使用表明,自动测报部分防御各种恶劣天气(防雷击等)和技术性故障(如极板间短路与过压等)的性能突出,自动测报部分性能稳定,工作可靠,无故障、无间隔工作时间可达120-150天,对精密圆桶式离子采集器进行清洗和维护后,即可继续连续稳定工作,极大地减轻了观测人员的工作强度。
总结系统具有以下特色:
(1)测量过程用计算机技术完全取代人工操作,真正实现了空气负离子数据采集的自动化、智能化;在台站或者野外布设自动化观测仪器,通过无线传输方式自动将监测数据发送到高性能的上位机数据无线接收管理平台。
(2)系统管理平台除有无线接收基本的数据外,还具有多种管理、统计、分析功能,短信发布功能;二级分布式数据管理系统具有高效、易用及进行二层智能组网的特点。通过服务器端和客户端的智能联接,可以完成服务器端对客户端的管理、监控和服务等,客户端也可以方便地操纵和监控自己权限以内的测报系统。
(3)一般的空气离子检测装置只能正常工作在小于70%R.H.的环境中,因此也就无法在野外全天候工作。WIMD-A系列大气负离子自动测报仪采用了多项特殊的抗潮湿设计结构,观测过程中,一旦仪器受潮,将自动开启本机特有的多重驱潮装置使仪器恢复正常功能,完全实现了相对湿度至100% 时空气负离子自动测量系统正常工作。
展望未来,通过负离子监测网的建立,开展不同时空尺度、不同下垫面、不同天气过程、不同季节负离子浓度分布特征研究,搞清空气中负离子形成、维持和消亡的机理,利用负离子浓度与气象条件的关系,开展城郊和旅游景区的空气中负离子浓度气象条件预报,旅游景区吸引游客,为市民出行选择有利于负离子产生和形成的天气及挑选负离子浓度高、空气质量好的旅游景点提供依据,同时还可为环境部门开展城近郊区大气环境评价工作提供参考依据,可产生较大的社会效益和潜在的经济效益。