[科普中國]-雪深

雪深（snow depth）

積雪表面到達地面的垂直深度。單位，厘米(cm)。

雪深觀測與記錄事項1.入冬前，應(yīng)將選定地段平整好，清除雜草，并做上標記

2.當氣象站四周視野地面被雪（包括米雪、冰粒）覆蓋超過一半時應(yīng)觀測雪深，雪深以厘米為單位，取整數(shù)123

3.符合觀測雪深條件的日子，每天08時在觀測地點將量雪尺垂直的插入雪中到地表為止，依據(jù)雪面所遮掩尺上的刻度線，讀取雪深的厘米整數(shù)，小數(shù)四舍五入；使用普通米尺時，若尺的零線不在尺端，雪深值應(yīng)注意加上零線至尺端距離的相當厘米數(shù)值

4.每次觀測應(yīng)做三次測量，計入觀測簿相應(yīng)欄中，并求其平均值。三次測量的地點，彼此相距應(yīng)在10m以上（丘陵 山地氣象站因地形所限，距離可適當縮短），并做上標記，以免下次在原地重復(fù)測量

5.平均雪深不足0.5cm計0。若08時未達到測定雪深標準，之后因降雪而達到測量標準時，則應(yīng)在14時或20時補測一次。記錄記在當日雪深欄，并在觀測簿備注欄注明

6.若氣象站四周積雪的面積過半，但觀測地段因某種原因無積雪，則應(yīng)在就近有積雪的地方，選擇較有代表性的地點測量雪深。如因吹雪或其他原因是觀測地段的積血高低不平時，應(yīng)盡量選擇比較平坦的雪面來測量。

7.如丘陵、山地的氣象站四周積雪達到觀測積雪標準，但由于地形影響，觀測站已無積雪存在時，雪深不測量，但應(yīng)在觀測簿備注欄注明。

雪深測量儀超聲雪深測試儀描述： 超聲雪深測試儀是一種采用超聲波遙測技術(shù)的將雪過程監(jiān)測紀錄分析設(shè)備。它可以測量并記錄積雪深度、時段降雪量等。應(yīng)用于氣象臺站雪深觀測、交通沿線積雪測量、滑雪場氣象服務(wù)等領(lǐng)域。 使用50kHz的超聲波進行測量

主要原理：通過向被測目標發(fā)射一個超聲波脈沖，然后再接收反射回波，測量出超聲波的傳播時間，再根據(jù)超聲波在空氣中的傳播速度計算出傳感器與被測目標之間的距離。由于超聲波在空氣中的傳播速度與空氣溫度有關(guān)，因此需要進行溫度修正才能得到正確的測量

超聲雪深測試儀特點： 準確而穩(wěn)定的測量降雪量 可以存儲長達3個月的雪深數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)可通過GPRS通訊方式實時傳輸 微功耗，適用于無人值守的野外監(jiān)測 體積輕巧、安裝方便 免維護

典型應(yīng)用： 氣象臺站雪深觀測 鐵路沿線積雪監(jiān)測 滑雪場降雪與積雪觀測 偏遠居民點公路阻斷雪暴監(jiān)測。

最新報道1.新華社對外部中國獨家報道 2016年7月17日消息，記者從西藏阿里地區(qū)日土縣和武警交通四支隊獲悉，7月17日上午11時許，日土縣東汝鄉(xiāng)發(fā)生雪崩，雪崩厚度約6至8米，經(jīng)初步核實有6戶牧民9人被埋，當?shù)匾雅删仍α烤o急趕往現(xiàn)場救援。
阿里地區(qū)日土縣委常務(wù)副書記張黎明在電話中告訴記者，事發(fā)地點是當?shù)氐囊粋€夏季放牧點，距219國道90余公里，距日土縣城300余公里。
得知消息后，西藏自治區(qū)黨委、政府主要領(lǐng)導(dǎo)立即做出部署，組織公安、消防、醫(yī)療等救援力量趕往現(xiàn)場。
據(jù)武警交通四支隊政治處副主任常艷軍介紹，接到西藏緊急通知后，他們已派出40名官兵，于13時左右攜帶20臺裝備緊急奔赴受災(zāi)一線，其中挖掘機10臺，裝載機7臺，拋雪車1臺，運輸車2臺。
日土縣地處西藏西北部、阿里地區(qū)西北部，是西藏眾多邊境縣之一，平均海拔4500米左右，最高海拔為6800米。日土縣下轄四鄉(xiāng)一鎮(zhèn)，屬于半農(nóng)半牧縣，牧業(yè)比重較大

2.浙江在線2016年01月20日訊 （錢江晚報記者 段羅君）強冷空氣正在路上。省氣象臺預(yù)計，北方強冷氣團前鋒將于21日影響我省，23日開始強冷空氣主力大舉南下，氣溫大幅下降，一直持續(xù)到25日前后，日平均氣溫過程降溫幅度10～12℃。27日開始氣溫逐漸回升。此次強寒潮分兩階段 先大雪，后“速凍”
●第一階段：20日~22日，雨雪為主
●第二階段：24日~26日，低溫冰凍
隨著冷空氣大部隊殺來，氣溫繼續(xù)下降，24日至26日，全省晴冷，將出現(xiàn)嚴重的冰凍、凍雪和道路結(jié)冰。早晨最低氣溫除東南沿海外，大部分地區(qū)將降至-8℃～-11℃，局部在-11℃以下，部分地區(qū)最低氣溫可能接近或突破歷史極值，27日開始氣溫逐漸回升。
浙江省氣象服務(wù)中心首席服務(wù)專家李瑞民說：“這次寒潮可能會給浙江帶來30年一遇的極端低溫天氣。”專家分析，2008年初的南方雨雪冰凍災(zāi)害是連續(xù)四次雨雪天氣過程的影響，歷史罕見，而這次南方低溫雨雪冰凍過程只有一次，因此不會有2008年初的那次影響嚴重。樓茂園也表示，“2008年1月25日至29日杭城積雪還沒來得及化，31日又持續(xù)下到2月3日，雪上加雪。這次杭州沒有前面下雪基礎(chǔ)，雪深接近2008年或打破的可能性存在，但比較低，而氣溫破紀錄的可能更大。”

雪深傳感器1.超聲波測距探頭：超聲波探頭由一個超聲波激發(fā)電路、機械波發(fā)生器和一個超聲波接收電路組成，實現(xiàn)電信號到超聲波能量的轉(zhuǎn)換，同時可以接收超聲波在目標物上的反射回波，并轉(zhuǎn)換成電信號。采用時差法可計算出探頭到目標的距離，由于超聲波受周圍環(huán)境影響較大，所以必須通過溫度補償、數(shù)字濾波等技術(shù)提高測量準確性達毫米級。超聲波探頭安裝須保持水平，測量波束角（α）為22°~30°，距離盲區(qū)約為50cm。

2.激光測距探頭：激光探頭由高穩(wěn)定的激光發(fā)射器、接收器、前置控制器組 —6— 成，采用相位法測距，用無線電波段的頻率，對激光束進行幅度調(diào)制并測定調(diào)制光往返測線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經(jīng)往返測線所需的時間。激光探頭傾斜安裝在支撐桿上，傾斜角（α）10°~30°，距離盲區(qū)約為10cm。

安裝高度與朝向 雪深傳感器的安裝支架應(yīng)牢固安裝在觀測場內(nèi)混凝土基礎(chǔ)上。測距探頭距地面垂直高度一般選擇150±3cm，在北方雪深較深的個別地區(qū)可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整至200±5cm。 傳感器測距探頭應(yīng)朝向西方，測量路徑上無任何遮擋。

基準面要求雪深測量的基準面為地面（裸地），基準面的大小應(yīng)以安裝支架向西0.6m的點為中心（位于超聲波測距探頭的正下方），邊長 0.9m 的正方形，基準面區(qū)域內(nèi)的地面應(yīng)為處理平整的裸地，且與觀測場地面齊平。

電源要求雪深傳感器的工作電源(DC12V)可直接從自動氣象站獲取，也可以單獨配備AC220電源轉(zhuǎn)換裝置。激光探頭需大功率的加熱電源時，應(yīng)選配專用的AC220V電源轉(zhuǎn)換裝置。 3.4線路連接 雪深傳感器以及電源轉(zhuǎn)換裝置的電源線應(yīng)連接到規(guī)定的電源處，數(shù)據(jù)線應(yīng)連接到自動氣象站采集器(雪深分采集器)相應(yīng)的端子上。 為了防雷、防鼠、防水，方便安裝與維修，電源線和數(shù)據(jù)線應(yīng)穿入帶屏蔽層的線槽內(nèi)，線槽須安置在電纜溝內(nèi)。

防雷要求雪深傳感器基座的接地線就近接入觀測場地網(wǎng)，接地電阻應(yīng)≤4Ω。

基座要求基座表面積為30cm（長）×30cm（寬），埋深不小于30cm，高度與地面齊平。傳感器支架應(yīng)牢固安裝在基座上。

調(diào)試方法用專用串口數(shù)據(jù)線連接計算機和雪深傳感器，使用專用軟件進行調(diào)試（詳見傳感器使用說明書）。

激光測距探頭傾角和基準高度測定1.檢查基準面是否水平。

2.把校準模塊置于激光測量光點位置，操作調(diào)試軟件，測得探頭與校準模塊頂面之間的直線距離。取走校準模塊，操作調(diào)試軟件，測得探頭與基準面之間的直線距離。將校準模塊的高度輸入到調(diào)試軟件中。操作調(diào)試軟件，通知傳感器完成標校并啟動測量。傳感器將自動計算得到探頭的傾角α。 ⑶根據(jù)傾角α，可得到基準面高度，將測量結(jié)果輸入軟件

超聲波測距探頭基準高度測定⑴檢查探頭安裝是否水平，測量路徑是否有遮擋。

⑵檢查基準面是否水平。

⑶測量基準面高度，將測量結(jié)果輸入軟件。

測量性能檢查使用校準模塊模擬5cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm高度積雪深度，用傳感器分別測量這6種高度，每種高度重復(fù)進行3次測量，計算誤差。 誤差應(yīng)達到技術(shù)指標要求，否則需重新檢查儀器和安裝情況。

觀測1．各省（區(qū)、市）氣象局觀測業(yè)務(wù)主管機構(gòu)，應(yīng)根據(jù)本省降雪出現(xiàn)的歷史最早時間和分布情況，統(tǒng)一要求提前啟用自動雪深傳感器。

2．啟用前，應(yīng)進行運行調(diào)試、現(xiàn)場測試保證儀器正常運行，測量性能達到技術(shù)指標要求，測試結(jié)果應(yīng)在當日觀測記錄備注欄中備注。 3．在自動雪深觀測儀停用期間，應(yīng)清潔測距探頭，停止設(shè)備供電，測距探頭外加防護罩。

記錄1．雪深觀測記錄，以厘米（cm）為單位，取整數(shù)；平均雪深不足0.5cm記0。

2．雪深傳感器接入現(xiàn)行自動氣象站時使用數(shù)字量輸出，觀測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式應(yīng)符合《地面氣象要素數(shù)據(jù)文件格式》的要求，記錄5分鐘平均積雪深度值。

3．出現(xiàn)以下情況時，應(yīng)在備注欄中注明：

⑴無積雪時，儀器產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)及時刪除；

⑵有積雪時，儀器產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)按缺測處理；

⑶測雪面因踩踏造成破壞后至恢復(fù)原狀前，應(yīng)按缺測處理。

現(xiàn)場校準1．檢查儀器的工作狀態(tài)，確保儀器符合性能指標要求。

2．調(diào)試，確認超聲波探頭安裝水平、基準面水平、測量路徑無遮擋，獲得激光探頭安裝傾角，確認基準面高度。

3．使用校準模塊模擬5cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm高度積雪深度，用傳感器分別測量這6種高度，每種高度重復(fù)進行3次測量，測量結(jié)果應(yīng)當在允許誤差范圍內(nèi)。 其中：對于激光測距探頭，應(yīng)將校準模塊置于激光探頭的激光測量光點處；對于超聲波傳感器，應(yīng)將校準模塊置于探頭的正下方。

4．超聲波傳感器的溫度傳感器應(yīng)按照技術(shù)要求，定期檢定。 5．若發(fā)現(xiàn)傳感器或部件故障，應(yīng)及時維修或更換。

注意事項1．維護雪深傳感器之前，應(yīng)先斷開與自動氣象站采集器連接的數(shù)據(jù)線，再斷開傳感器電源；維護完畢后，先恢復(fù)電源供電，再連接數(shù)據(jù)線。

2．在激光雪深傳感器工作期間，嚴禁直視激光雪深傳感 —13— 器發(fā)射窗口和長時間直視測量面上的激光光點（紅點）。

3．傳感器工作期間，禁止任何物體進入雪深傳感器觀測區(qū)域。

國內(nèi)首次將激光測距原理應(yīng)用于雪深測量中國氣象報記者趙曉妮報道2016年8月15日，由中國氣象局氣象探測中心承擔(dān)的公益性行業(yè)（氣象）科研專項項目“冰雪自動化業(yè)務(wù)觀測方法研究”通過驗收。該項目完成了冰雪觀測7種傳感器及其觀測方法和業(yè)務(wù)應(yīng)用的研究，在多方面取得突破。

項目研制的WUSH-SD型具有自主知識產(chǎn)權(quán)的激光雪深測量傳感器于2013年4月通過中國氣象局業(yè)務(wù)定型，并在氣象等部門的觀測業(yè)務(wù)中得到應(yīng)用。項目研制了激光器溫度控制技術(shù)，解決了激光測距單元冬季雪深測量的低溫適應(yīng)性問題，可使激光器工作環(huán)境溫度保持在零下10℃以上。除此之外還采用了多項技術(shù)用于提高觀測數(shù)據(jù)的準確性，如采用了測雪基準面預(yù)穿透技術(shù)用于補償激光對雪面的穿透效應(yīng)引起的測距誤差，應(yīng)用雜散光阻隔技術(shù)可以避免干擾信號進入接收器，在數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面研制了由于降雪、吹雪引起的擾動抑制算法，這些新技術(shù)經(jīng)過在實際業(yè)務(wù)中的對比檢驗，取得了較好的應(yīng)用效果。

截至目前，這是國內(nèi)首次將激光測距原理應(yīng)用于雪深測量，通過高穩(wěn)定、毫米級精度的激光測距技術(shù)，提高了雪深測量的準確度，實現(xiàn)了雪深的連續(xù)觀測。

針對交通路面氣象狀況觀測技術(shù)，除下埋式傳感器外，項目還利用光譜測量技術(shù)實現(xiàn)了對路面水冰雪和干濕等氣象狀況的自動觀測，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的非接觸式路面狀況觀測方法。這是國內(nèi)首次采用光譜測量技術(shù)實現(xiàn)路面狀況的非接觸檢測，該技術(shù)具有安裝維護方便，不傷害路面的優(yōu)點，且能夠做到實時監(jiān)測，為路面交通氣象提供了新的觀測方法。

此外，項目從電力氣象服務(wù)的角度出發(fā)，基于振弦式原理研究了荷重式大氣積冰狀況傳感器。傳感器具有準確性高、量程大、維護簡便、環(huán)境適用性強的特點，能夠全天候監(jiān)視積冰起止、融消增長過程，通過建?？蛇M一步反演出實際線路的積冰重量，并根據(jù)近期天氣預(yù)報狀況作出是否需要除冰的預(yù)案。這種傳感器在電力部門作了兩年觀測試驗，表明這是一種氣象積冰監(jiān)測和預(yù)警的有效工具。 （來自新華網(wǎng)216年8月21日）

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