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雪的“身高”“體重”如何測量?


2024年4月03日 - 地球小編  
   

很多時候,降雪天氣過後,人們會發現,明明天空飄著漫天飛舞的鵝毛大雪,但氣象預報卻顯示下的是“小雪”,明明積雪已達到十幾厘米,可氣象部門發布的降水量卻只有十幾毫米。

雪有大小、乾濕、輕重之分,那麼,在氣象業務中,雪是如何被定義的,又是通過哪些手段對雪進行監測呢?降雪量≠積雪深度

降雪,是用降水量來衡量。在地面氣象觀測業務中,降水量是指某一時段內的未經蒸發、滲透、流失的降水,在水平面上積累的深度,以毫米為單位。如果出現降雪,需要將降落到容器裏的雪融化成水後,用量杯測量出以毫米為單位的深度,這就是氣象部門發布的“降水量”。

由此可見,降水量與雪花的大小並沒有直接關系,降雪等級也是根據一定時間內的降雪融化後的水量來定義的。

“降水量”和“積雪深度”是不同的概念。積雪深度是指從雪層表面到雪下地面之間的垂直深度。那我們如何測量出雪的“身高”呢?

在氣象地面觀測實現全自動化之前,積雪深度由觀測員使用量雪尺進行測量,測量時需選擇平坦、開闊,具有自然下墊面的地方,將量雪尺垂直地插入雪中至地表為止,依據雪面所遮掩的尺上刻度線,讀取積雪深度。

隨著地面觀測實現全自動化,超聲波雪深觀測儀現已成為測量積雪深度的自動化設備之一,通過測量超聲波脈沖發射到雪層表面並折返的時間

計算出傳感器探頭到目標的距離,實時自動測量和記錄雪的厚度變化,實現自動化連續監測雪深,減少人工測量帶來的誤差和不確定性,為氣象、交通運輸、農業等領域提供重要的參考信息。



  

雪的“體重”如何“稱”?

在日常業務中,我們可以利用稱重式降水傳感器來測量降水量。它是個高1.5米、直徑1.05米的“胖家夥”,外圍有一圈金屬防風“圍脖”,用來降低風對測量准確性的影響。

防風圈內的承水口用於收集雪花,當雪花進入集水桶融化成水後,桶內的重量就會增加,傳感器會將重量變化轉換為電信號,通過對電信號的采樣及計算,得出降水量的數據。

為了防止桶內收集的水出現凍結或蒸發現象,集水桶的表層還加入了防凍液和抑制蒸發油,以保證測量的精准性。

在2022年北京冬奧會的比賽現場,超聲波雪深觀測儀和稱重式降水傳感器就發揮了重要作用。由於高山滑雪項目對賽道雪的密度有著嚴格要求,需要時刻監測雪深以便提前進行處理。

兩類設備作為固態降水類現象的直接觀測設備,為超級大回轉、滑降等高山滑雪類全類比賽提供了重要的數據依據,發揮了精密監測的作用。



  

李白曾用“燕山雪花大如席”來形容雪花之大,但事實上,就算是單片很大的雪花也是很輕的。

通常情況下,在北方,稱重式降水傳感器收集到8至10毫米厚度的降雪融化成水後,相當於降水1毫米

而在南方,稱重式傳感器收集到8至10毫米厚度的降雪融化成水後,相當於降水1.2毫米。

可見,同樣厚度的雪,南方的往往比北方的更“重”一些。本報通訊 員 趙旭玫周揚

稱重式降水傳感器