超級雪特性分析系統

系統功能

該系統集合了Campbell公司的CS725雪水當量傳感器，Sommer公司研發的積雪分析系統（Snow Pack Analysing System，SPA）以及SSG-2雪枕系統。

CS725雪水當量傳感器通過測量被積雪層（雪被）吸收的地面釋放的伽馬射線的量來得出雪水當量（SWE）。地面自然輻射出的伽馬射線的量取決于放射源（即地面）與探測器（即CS725）之間介質的水分量。CS725的測量面積可達50~100平方米，是一款可以替代傳統雪枕測量或雪尺測量雪水當量的優良儀器。CS725要求供電電源為12VDC，并且能很容易地接入到CSI的數據采集器上。此外，它還能結合數據采集器的無線通訊功能實現遠程站點數據的實時傳輸。

SPA及SSG-2作為接觸式測量雪水當量的設備可以作為CS725系統的一個補充和相互校驗。

超級雪特性分析系統可以用來連續監測雪深、雪密度、雪水當量、含水量、含冰量等

工作原理

CS725雪水當量傳感器通過測量被積雪層（雪被）吸收的地面釋放的伽馬射線的量來得出雪水當量（SWE）。地面自然輻射出的伽馬射線的量取決于放射源（即地面）與探測器（即CS725）之間介質的水分量。

雪深

測量傳感器的原理是，在傳感器和雪表面之間，通過超聲波的傳輸時間計算雪深。溫度對測量產生的影響，通過自動溫度補償解決。

SPA適合長期原位觀測，對安裝場地和要求會比較苛刻。傳感器形狀是扁平形并呈線狀，通過測量雪層中的冰、水、空氣三者的介電常數，來得出雪水當量、平均雪密度還有液態水含量。理論依據是雪、水、空氣的介電常數在高頻（10KHZ或更高）下是不同的

介電常數測量

雪的組成有三個部分，包括冰，水，和空氣。不同的內容會產生不同的測量影響，這些不同的物質有不同的介電常數。采用一個平坦的帶狀傳感器（SPA 傳感器），并且使用至少兩個波段，消除由于單獨物質帶來的影響。

液態水含量，冰含量，雪密度，以及雪水當量

在積雪中，比容相當于液態水和冰的含量。通過這些信息，我們可以計算出雪的密度。綜合雪密度和雪深，我們可以定義出雪水當量。

系統特點

不會導致小雪的融化（相較于雪枕觀測方式）

極大地減小對選址的苛刻要求

不受雪橋影響

沒有站點施工建設要求

更大的測量區域（是其他幾種測量方式的5-10倍）

無圍欄要求，免維護

不會引起雪漂

不需防凍劑或化學藥劑（如乙二醇）輔助

應用案例

（1）青海師范大學 環青海湖生態監測

（2）寒區旱區研究所

參考文獻

1. 張偉，沈永平，賀建橋，賀斌，努爾蘭·哈再孜，雪嬌，王國亞. "阿爾泰山融雪期不同下墊面積雪特性觀測與分析研究." 《冰川凍土》 2014年03期

2. 張波;劉志輝;王慧;房世峰;;融雪期融雪水下滲分析及下滲率模擬研究[J];安徽農業科學;2013年24期

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