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超級(jí)雪特性分析系統(tǒng)
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胡文雯
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產(chǎn)品簡介
產(chǎn)品介紹
系統(tǒng)功能
該系統(tǒng)集合了Campbell公司的CS725雪水當(dāng)量傳感器，Sommer公司研發(fā)的積雪分析系統(tǒng)（Snow Pack Analysing System，SPA）以及SSG-2雪枕系統(tǒng)。
CS725雪水當(dāng)量傳感器通過測(cè)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(dāng)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(cè)器（即CS725）之間介質(zhì)的水分量。CS725的測(cè)量面積可達(dá)50~100平方米，是一款可以替代傳統(tǒng)雪枕測(cè)量或雪尺測(cè)量雪水當(dāng)量的優(yōu)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(shù)據(jù)采集器上。此外，它還能結(jié)合數(shù)據(jù)采集器的無線通訊功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程站點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。
SPA及SSG-2作為接觸式測(cè)量雪水當(dāng)量的設(shè)備可以作為CS725系統(tǒng)的一個(gè)補(bǔ)充和相互校驗(yàn)。
超級(jí)雪特性分析系統(tǒng)可以用來連續(xù)監(jiān)測(cè)雪深、雪密度、雪水當(dāng)量、含水量、含冰量等
工作原理
CS725雪水當(dāng)量傳感器通過測(cè)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(dāng)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(cè)器（即CS725）之間介質(zhì)的水分量。
雪深
測(cè)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(shí)間計(jì)算雪深。溫度對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的影響，通過自動(dòng)溫度補(bǔ)償解決。
SPA適合長期原位觀測(cè)，對(duì)安裝場(chǎng)地和要求會(huì)比較苛刻。傳感器形狀是扁平形并呈線狀，通過測(cè)量雪層中的冰、水、空氣三者的介電常數(shù)，來得出雪水當(dāng)量、平均雪密度還有液態(tài)水含量。理論依據(jù)是雪、水、空氣的介電常數(shù)在高頻（10KHZ或更高）下是不同的
介電常數(shù)測(cè)量
雪的組成有三個(gè)部分，包括冰，水，和空氣。不同的內(nèi)容會(huì)產(chǎn)生不同的測(cè)量影響，這些不同的物質(zhì)有不同的介電常數(shù)。采用一個(gè)平坦的帶狀傳感器（SPA 傳感器），并且使用至少兩個(gè)波段，消除由于單獨(dú)物質(zhì)帶來的影響。
液態(tài)水含量，冰含量，雪密度，以及雪水當(dāng)量
在積雪中，比容相當(dāng)于液態(tài)水和冰的含量。通過這些信息，我們可以計(jì)算出雪的密度。綜合雪密度和雪深，我們可以定義出雪水當(dāng)量。
系統(tǒng)特點(diǎn)
不會(huì)導(dǎo)致小雪的融化（相較于雪枕觀測(cè)方式）
極大地減小對(duì)選址的苛刻要求
不受雪橋影響
沒有站點(diǎn)施工建設(shè)要求
更大的測(cè)量區(qū)域（是其他幾種測(cè)量方式的5-10倍）
無圍欄要求，免維護(hù)
不會(huì)引起雪漂
不需防凍劑或化學(xué)藥劑（如乙二醇）輔助
應(yīng)用案例
（1）青海師范大學(xué) 環(huán)青海湖生態(tài)監(jiān)測(cè)
（2）寒區(qū)旱區(qū)研究所
參考文獻(xiàn)
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(cè)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(nóng)業(yè)科學(xué);2013年24期
3. 田華;楊曉丹;張國平;趙琳娜;;2009年3月中旬新疆融雪型洪水氣象成因分析[A];中國水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年
4. Choi G, Robinson D, Kang S.Changing northern hemisphere snow seasons[J]. Journal of Climate, 2010, 23(19): 5 305-5 310.
5. [王建, 李碩. 氣候變化對(duì)中國內(nèi)陸干旱區(qū)山區(qū)融雪徑流的影響[J]. 中國科學(xué): D 輯, 2005, 35(7): 664-670.]
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