超级雪特性分析系统

系统功能

该系统集合了Campbell公司的CS725雪水当量传感器，Sommer公司研发的积雪分析系统（Snow Pack Analysing System，SPA）以及SSG-2雪枕系统。

CS725雪水当量传感器通过测量被积雪层（雪被）吸收的地面释放的伽马射线的量来得出雪水当量（SWE）。地面自然辐射出的伽马射线的量取决于放射源（即地面）与探测器（即CS725）之间介质的水分量。CS725的测量面积可达50~100平方米，是一款可以替代传统雪枕测量或雪尺测量雪水当量的优良仪器。CS725要求供电电源为12VDC，并且能很容易地接入到CSI的数据采集器上。此外，它还能结合数据采集器的无线通讯功能实现远程站点数据的实时传输。

SPA及SSG-2作为接触式测量雪水当量的设备可以作为CS725系统的一个补充和相互校验。

超级雪特性分析系统可以用来连续监测雪深、雪密度、雪水当量、含水量、含冰量等

工作原理

CS725雪水当量传感器通过测量被积雪层（雪被）吸收的地面释放的伽马射线的量来得出雪水当量（SWE）。地面自然辐射出的伽马射线的量取决于放射源（即地面）与探测器（即CS725）之间介质的水分量。

雪深

测量传感器的原理是，在传感器和雪表面之间，通过超声波的传输时间计算雪深。温度对测量产生的影响，通过自动温度补偿解决。

SPA适合长期原位观测，对安装场地和要求会比较苛刻。传感器形状是扁平形并呈线状，通过测量雪层中的冰、水、空气三者的介电常数，来得出雪水当量、平均雪密度还有液态水含量。理论依据是雪、水、空气的介电常数在高频（10KHZ或更高）下是不同的

介电常数测量

雪的组成有三个部分，包括冰，水，和空气。不同的内容会产生不同的测量影响，这些不同的物质有不同的介电常数。采用一个平坦的带状传感器（SPA 传感器），并且使用至少两个波段，消除由于单独物质带来的影响。

液态水含量，冰含量，雪密度，以及雪水当量

在积雪中，比容相当于液态水和冰的含量。通过这些信息，我们可以计算出雪的密度。综合雪密度和雪深，我们可以定义出雪水当量。

系统特点

不会导致小雪的融化（相较于雪枕观测方式）

极大地减小对选址的苛刻要求

不受雪桥影响

没有站点施工建设要求

更大的测量区域（是其他几种测量方式的5-10倍）

无围栏要求，免维护

不会引起雪漂

不需防冻剂或化学药剂（如乙二醇）辅助

应用案例

（1）青海师范大学 环青海湖生态监测

（2）寒区旱区研究所

参考文献

1. 张伟，沈永平，贺建桥，贺斌，努尔兰·哈再孜，雪娇，王国亚. "阿尔泰山融雪期不同下垫面积雪特性观测与分析研究." 《冰川冻土》 2014年03期

2. 张波;刘志辉;王慧;房世峰;;融雪期融雪水下渗分析及下渗率模拟研究[J];安徽农业科学;2013年24期

3. 田华;杨晓丹;张国平;赵琳娜;;2009年3月中旬新疆融雪型洪水气象成因分析[A];中国水利学会2010学术年会论文集（上册）[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, 李硕. 气候变化对中国内陆干旱区山区融雪径流的影响[J]. 中国科学: D 辑, 2005, 35(7): 664-670.]