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描述: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(guò)測(cè)量被積雪層(雪被)吸收的地面釋放的伽馬射線的量來(lái)...
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(guò)測(cè)量被積雪層(雪被)吸收的地面釋放的伽馬射線的量來(lái)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(wú)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(lái)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(guò)測(cè)量被積雪層(雪被)吸收的地面釋放的伽馬射線的量來(lái)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(guò)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(guò)自動(dòng)溫度補(bǔ)償解決。
SPA適合長(zhǎng)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(guò)測(cè)量雪層中的冰、水、空氣三者的介電常數(shù),來(lái)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(lái)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(guò)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(méi)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(wú)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)
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