人工雪深和自动雪深观测数据差异的原因分析

姚 君，马 超

(宝清县气象局，黑龙江 宝清155600)

1 引言

根据中国气象局 《综合气象观测系统发展规划（2010-2015）》， 实现各种气象要素的自动化观测已是我国气象部门近阶段观测自动化发展的主要方向。 雪深自动观测设备通过了中国气象局的考核，现已定型，黑龙江省有5 个台站试点运行，采用人工观测雪深和自动雪深探测仪观测雪深对比观测。 本文根据观测地段、测量工具和观测方法的不同，就两种观测方式取得的观测数据存在的差异原因进行了分析。

2 观测地段

雪深的观测地段，应选择在观测场附近平坦、开阔的地方。 入冬前，应将选定的地段平整好，清除杂草，并作上标志。

自动雪深的观测基准面， 尽量选择在观测场内西北面， 距离人工观测雪深地段小于10 m 的平坦、开阔的地方，面积1.5 m×1.5 m，基准面区域内的地面应为处理平整的裸地，且与观测场基点齐平。 入冬前应清理基准面上杂草，平整基准面。

3 测量工具

人工测量雪深一般用木制量雪尺或普通米尺。自动测量雪深采用DSS1 型雪深观测仪。

4 观测方法

人工雪深观测方法是用量雪尺或有同样刻度的测量杆插入雪中至地表面， 通过读取相应的刻度来进行测量，每次观测须作三次测量，并求其平均值。三次测量的地点，彼此相距应在10 m 以上(丘陵、山地气象站因地形所限， 距离可适当缩短)， 并作出标记，以免下次在原地重复测量。

激光雪深传感器的激光测距探头是利用发射的波束（光波）遇到障碍物反射回来的特性进行距离差测量。

5 观测数据差异原因分析

（1）人工雪深观测场地域比较宽广，观测点选取范围大， 重复的进出观测场地以及雪深的测定所造成的场地破坏，都会造成一定的观测数据的差异。

自动雪深观测场地小，面积1.5 m×1.5 m 地域更有它的局限性，代表性较差，会造成一定的观测数据的差异。

（2）目前雪深人工观测已经要求测量精确到0.1 cm，而现有的测量工具无法满足测量精度，会造成较大误差。 自动雪深观测采集的数据目前是取整数，小数部分是四舍五入的，误差较大，建议自动雪深探测仪采集数据应提高测量精度。

（3）由于人工测量雪深观测点选取随意性较大，春季冰雪融化后又冻结使冰面和雪面分层， 测量数据可能不是雪面到地面的测距而是雪面到冰面的测距,使测距减小，加之观测员选取观测点的习惯不同，都会造成数据差异， 可见人工测量雪深存在着测量费时、费力、误差大、时效低、实时性差等缺点，同时观测资料时空密度差，不能全面、连续反映积雪的变化过程。

自动雪深探测仪通过对比观测实践，测距准确，可以使观测结果客观化、观测资料连续化，减少台站观测人员的工作量， 进一步提高观测质量和观测效率，但是测点单一，根据设备原理只探测一个点，单颗雪粒、尘粒覆盖都会造成数据差异。 高寒常年积雪地区，冬季积雪较大时，常出现吹雪、雪暴等现象，造成“雪堎”，雪深高低不均，差异较大。 还有春季风大，积雪在融化时形成积雪的不完整的波纹状、点片状、空洞状， 都会造成测距偏差， 以及当雪面融化成冰面，反射回波弱会造成观测数据缺测的现象。 建议，自动雪深探测仪增加两个角度的探测点或在立柱探头增加旋转功能来增加探测点， 只有三个或以上探测点的平均值才能基本代表当地的实际雪深状况，也符合《地面气象观测规范》的规定要求。