[科普中国]-雪深

雪深（snow depth）

积雪表面到达地面的垂直深度。单位，厘米(cm)。

雪深观测与记录事项1.入冬前，应将选定地段平整好，清除杂草，并做上标记

2.当气象站四周视野地面被雪（包括米雪、冰粒）覆盖超过一半时应观测雪深，雪深以厘米为单位，取整数123

3.符合观测雪深条件的日子，每天08时在观测地点将量雪尺垂直的插入雪中到地表为止，依据雪面所遮掩尺上的刻度线，读取雪深的厘米整数，小数四舍五入；使用普通米尺时，若尺的零线不在尺端，雪深值应注意加上零线至尺端距离的相当厘米数值

4.每次观测应做三次测量，计入观测簿相应栏中，并求其平均值。三次测量的地点，彼此相距应在10m以上（丘陵 山地气象站因地形所限，距离可适当缩短），并做上标记，以免下次在原地重复测量

5.平均雪深不足0.5cm计0。若08时未达到测定雪深标准，之后因降雪而达到测量标准时，则应在14时或20时补测一次。记录记在当日雪深栏，并在观测簿备注栏注明

6.若气象站四周积雪的面积过半，但观测地段因某种原因无积雪，则应在就近有积雪的地方，选择较有代表性的地点测量雪深。如因吹雪或其他原因是观测地段的积血高低不平时，应尽量选择比较平坦的雪面来测量。

7.如丘陵、山地的气象站四周积雪达到观测积雪标准，但由于地形影响，观测站已无积雪存在时，雪深不测量，但应在观测簿备注栏注明。

雪深测量仪超声雪深测试仪描述： 超声雪深测试仪是一种采用超声波遥测技术的将雪过程监测纪录分析设备。它可以测量并记录积雪深度、时段降雪量等。应用于气象台站雪深观测、交通沿线积雪测量、滑雪场气象服务等领域。 使用50kHz的超声波进行测量

主要原理：通过向被测目标发射一个超声波脉冲，然后再接收反射回波，测量出超声波的传播时间，再根据超声波在空气中的传播速度计算出传感器与被测目标之间的距离。由于超声波在空气中的传播速度与空气温度有关，因此需要进行温度修正才能得到正确的测量

超声雪深测试仪特点： 准确而稳定的测量降雪量 可以存储长达3个月的雪深数据 数据可通过GPRS通讯方式实时传输 微功耗，适用于无人值守的野外监测 体积轻巧、安装方便 免维护

典型应用： 气象台站雪深观测 铁路沿线积雪监测 滑雪场降雪与积雪观测 偏远居民点公路阻断雪暴监测。

最新报道1.新华社对外部中国独家报道 2016年7月17日消息，记者从西藏阿里地区日土县和武警交通四支队获悉，7月17日上午11时许，日土县东汝乡发生雪崩，雪崩厚度约6至8米，经初步核实有6户牧民9人被埋，当地已派救援力量紧急赶往现场救援。
阿里地区日土县委常务副书记张黎明在电话中告诉记者，事发地点是当地的一个夏季放牧点，距219国道90余公里，距日土县城300余公里。
得知消息后，西藏自治区党委、政府主要领导立即做出部署，组织公安、消防、医疗等救援力量赶往现场。
据武警交通四支队政治处副主任常艳军介绍，接到西藏紧急通知后，他们已派出40名官兵，于13时左右携带20台装备紧急奔赴受灾一线，其中挖掘机10台，装载机7台，抛雪车1台，运输车2台。
日土县地处西藏西北部、阿里地区西北部，是西藏众多边境县之一，平均海拔4500米左右，最高海拔为6800米。日土县下辖四乡一镇，属于半农半牧县，牧业比重较大

2.浙江在线2016年01月20日讯 （钱江晚报记者 段罗君）强冷空气正在路上。省气象台预计，北方强冷气团前锋将于21日影响我省，23日开始强冷空气主力大举南下，气温大幅下降，一直持续到25日前后，日平均气温过程降温幅度10～12℃。27日开始气温逐渐回升。此次强寒潮分两阶段 先大雪，后“速冻”
●第一阶段：20日~22日，雨雪为主
●第二阶段：24日~26日，低温冰冻
随着冷空气大部队杀来，气温继续下降，24日至26日，全省晴冷，将出现严重的冰冻、冻雪和道路结冰。早晨最低气温除东南沿海外，大部分地区将降至-8℃～-11℃，局部在-11℃以下，部分地区最低气温可能接近或突破历史极值，27日开始气温逐渐回升。
浙江省气象服务中心首席服务专家李瑞民说：“这次寒潮可能会给浙江带来30年一遇的极端低温天气。”专家分析，2008年初的南方雨雪冰冻灾害是连续四次雨雪天气过程的影响，历史罕见，而这次南方低温雨雪冰冻过程只有一次，因此不会有2008年初的那次影响严重。楼茂园也表示，“2008年1月25日至29日杭城积雪还没来得及化，31日又持续下到2月3日，雪上加雪。这次杭州没有前面下雪基础，雪深接近2008年或打破的可能性存在，但比较低，而气温破纪录的可能更大。”

雪深传感器1.超声波测距探头：超声波探头由一个超声波激发电路、机械波发生器和一个超声波接收电路组成，实现电信号到超声波能量的转换，同时可以接收超声波在目标物上的反射回波，并转换成电信号。采用时差法可计算出探头到目标的距离，由于超声波受周围环境影响较大，所以必须通过温度补偿、数字滤波等技术提高测量准确性达毫米级。超声波探头安装须保持水平，测量波束角（α）为22°~30°，距离盲区约为50cm。

2.激光测距探头：激光探头由高稳定的激光发射器、接收器、前置控制器组 —6— 成，采用相位法测距，用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。激光探头倾斜安装在支撑杆上，倾斜角（α）10°~30°，距离盲区约为10cm。

安装高度与朝向 雪深传感器的安装支架应牢固安装在观测场内混凝土基础上。测距探头距地面垂直高度一般选择150±3cm，在北方雪深较深的个别地区可以根据实际情况进行调整至200±5cm。 传感器测距探头应朝向西方，测量路径上无任何遮挡。

基准面要求雪深测量的基准面为地面（裸地），基准面的大小应以安装支架向西0.6m的点为中心（位于超声波测距探头的正下方），边长 0.9m 的正方形，基准面区域内的地面应为处理平整的裸地，且与观测场地面齐平。

电源要求雪深传感器的工作电源(DC12V)可直接从自动气象站获取，也可以单独配备AC220电源转换装置。激光探头需大功率的加热电源时，应选配专用的AC220V电源转换装置。 3.4线路连接 雪深传感器以及电源转换装置的电源线应连接到规定的电源处，数据线应连接到自动气象站采集器(雪深分采集器)相应的端子上。 为了防雷、防鼠、防水，方便安装与维修，电源线和数据线应穿入带屏蔽层的线槽内，线槽须安置在电缆沟内。

防雷要求雪深传感器基座的接地线就近接入观测场地网，接地电阻应≤4Ω。

基座要求基座表面积为30cm（长）×30cm（宽），埋深不小于30cm，高度与地面齐平。传感器支架应牢固安装在基座上。

调试方法用专用串口数据线连接计算机和雪深传感器，使用专用软件进行调试（详见传感器使用说明书）。

激光测距探头倾角和基准高度测定1.检查基准面是否水平。

2.把校准模块置于激光测量光点位置，操作调试软件，测得探头与校准模块顶面之间的直线距离。取走校准模块，操作调试软件，测得探头与基准面之间的直线距离。将校准模块的高度输入到调试软件中。操作调试软件，通知传感器完成标校并启动测量。传感器将自动计算得到探头的倾角α。 ⑶根据倾角α，可得到基准面高度，将测量结果输入软件

超声波测距探头基准高度测定⑴检查探头安装是否水平，测量路径是否有遮挡。

⑵检查基准面是否水平。

⑶测量基准面高度，将测量结果输入软件。

测量性能检查使用校准模块模拟5cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm高度积雪深度，用传感器分别测量这6种高度，每种高度重复进行3次测量，计算误差。 误差应达到技术指标要求，否则需重新检查仪器和安装情况。

观测1．各省（区、市）气象局观测业务主管机构，应根据本省降雪出现的历史最早时间和分布情况，统一要求提前启用自动雪深传感器。

2．启用前，应进行运行调试、现场测试保证仪器正常运行，测量性能达到技术指标要求，测试结果应在当日观测记录备注栏中备注。 3．在自动雪深观测仪停用期间，应清洁测距探头，停止设备供电，测距探头外加防护罩。

记录1．雪深观测记录，以厘米（cm）为单位，取整数；平均雪深不足0.5cm记0。

2．雪深传感器接入现行自动气象站时使用数字量输出，观测数据的数据格式应符合《地面气象要素数据文件格式》的要求，记录5分钟平均积雪深度值。

3．出现以下情况时，应在备注栏中注明：

⑴无积雪时，仪器产生的异常数据，应及时删除；

⑵有积雪时，仪器产生的异常数据，应按缺测处理；

⑶测雪面因踩踏造成破坏后至恢复原状前，应按缺测处理。

现场校准1．检查仪器的工作状态，确保仪器符合性能指标要求。

2．调试，确认超声波探头安装水平、基准面水平、测量路径无遮挡，获得激光探头安装倾角，确认基准面高度。

3．使用校准模块模拟5cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm高度积雪深度，用传感器分别测量这6种高度，每种高度重复进行3次测量，测量结果应当在允许误差范围内。 其中：对于激光测距探头，应将校准模块置于激光探头的激光测量光点处；对于超声波传感器，应将校准模块置于探头的正下方。

4．超声波传感器的温度传感器应按照技术要求，定期检定。 5．若发现传感器或部件故障，应及时维修或更换。

注意事项1．维护雪深传感器之前，应先断开与自动气象站采集器连接的数据线，再断开传感器电源；维护完毕后，先恢复电源供电，再连接数据线。

2．在激光雪深传感器工作期间，严禁直视激光雪深传感 —13— 器发射窗口和长时间直视测量面上的激光光点（红点）。

3．传感器工作期间，禁止任何物体进入雪深传感器观测区域。

国内首次将激光测距原理应用于雪深测量中国气象报记者赵晓妮报道2016年8月15日，由中国气象局气象探测中心承担的公益性行业（气象）科研专项项目“冰雪自动化业务观测方法研究”通过验收。该项目完成了冰雪观测7种传感器及其观测方法和业务应用的研究，在多方面取得突破。

项目研制的WUSH-SD型具有自主知识产权的激光雪深测量传感器于2013年4月通过中国气象局业务定型，并在气象等部门的观测业务中得到应用。项目研制了激光器温度控制技术，解决了激光测距单元冬季雪深测量的低温适应性问题，可使激光器工作环境温度保持在零下10℃以上。除此之外还采用了多项技术用于提高观测数据的准确性，如采用了测雪基准面预穿透技术用于补偿激光对雪面的穿透效应引起的测距误差，应用杂散光阻隔技术可以避免干扰信号进入接收器，在数据质量控制方面研制了由于降雪、吹雪引起的扰动抑制算法，这些新技术经过在实际业务中的对比检验，取得了较好的应用效果。

截至目前，这是国内首次将激光测距原理应用于雪深测量，通过高稳定、毫米级精度的激光测距技术，提高了雪深测量的准确度，实现了雪深的连续观测。

针对交通路面气象状况观测技术，除下埋式传感器外，项目还利用光谱测量技术实现了对路面水冰雪和干湿等气象状况的自动观测，研发了具有自主知识产权的非接触式路面状况观测方法。这是国内首次采用光谱测量技术实现路面状况的非接触检测，该技术具有安装维护方便，不伤害路面的优点，且能够做到实时监测，为路面交通气象提供了新的观测方法。

此外，项目从电力气象服务的角度出发，基于振弦式原理研究了荷重式大气积冰状况传感器。传感器具有准确性高、量程大、维护简便、环境适用性强的特点，能够全天候监视积冰起止、融消增长过程，通过建模可进一步反演出实际线路的积冰重量，并根据近期天气预报状况作出是否需要除冰的预案。这种传感器在电力部门作了两年观测试验，表明这是一种气象积冰监测和预警的有效工具。 （来自新华网216年8月21日）

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