现代大气探测学-第9讲(2)-积雪、冻土和电线积冰的观测(南京信息工程大学 大气探测学)

1、南京信息工程大学南京信息工程大学 夏俊荣夏俊荣 致 谢 本课程多媒体教材是在兰州大学张文煜教授的同类教材基础之上修改完成，此外还得到了其他诸位老师的帮助，在此谨表示衷心感谢。 第九讲（第九讲（2 2） 积雪积雪、冻土和电线积冰的观测冻土和电线积冰的观测1.1.概述概述2.2.雪深观测雪深观测1、积、积 雪雪 的的 观观 测测测站四周能见面积测站四周能见面积被雪（包括米雪、被雪（包括米雪、霰、冰粒）覆盖超霰、冰粒）覆盖超过一半时称为积雪过一半时称为积雪从积雪的表面到从积雪的表面到地面的垂直深度，地面的垂直深度，单位为厘米，取单位为厘米，取整数整数单位面积上的积雪单位面积上的积雪质量，单位为：克质

2、量，单位为：克/ /平方厘米，取一平方厘米，取一位小数位小数量雪尺量雪尺普通米尺普通米尺体积量雪器体积量雪器称雪器称雪器1、积、积 雪雪 的的 观观 测测观测地点的选择观测地点的选择 雪深、雪压的观测地段，应选择在雪深、雪压的观测地段，应选择在观测场附近平坦、开阔的地方。入冬观测场附近平坦、开阔的地方。入冬前，应将选定的地段平整好，清除杂前，应将选定的地段平整好，清除杂草，并作上标记。草，并作上标记。1、积、积 雪雪 的的 观观 测测 雪深观测时的常用仪器雪深观测时的常用仪器量雪尺：量雪尺：一木制的有厘米刻度的直尺一木制的有厘米刻度的直尺将尺子垂直地将尺子垂直地插入雪中到地插入雪中到地表为止（

3、勿插表为止（勿插入土中）入土中）依据雪面所遮掩尺上依据雪面所遮掩尺上的刻度线，读取雪深的刻度线，读取雪深的厘米数（取整，小的厘米数（取整，小数四舍五入）数四舍五入）1、积、积 雪雪 的的 观观 测测雪压观测时的常用仪器雪压观测时的常用仪器1观测前半小时把量雪观测前半小时把量雪器拿到室外，取样前，器拿到室外，取样前，把量雪器清干净，取把量雪器清干净，取样时，把量雪器垂直样时，把量雪器垂直的插入雪中，直到地的插入雪中，直到地面。面。体积量雪器：体积量雪器：由内截面积为由内截面积为100cm100cm2 2的金属的金属筒、小铲、带盖的金属容器和量杯组成。筒、小铲、带盖的金属容器和量杯组成。 然后拨开

4、量雪器一方的雪，然后拨开量雪器一方的雪，把小铲沿量雪器口插入，连把小铲沿量雪器口插入，连同量雪器一起拿到容器上，再同量雪器一起拿到容器上，再抽出小铲，使雪样落入容器抽出小铲，使雪样落入容器内，加盖拿回室内内，加盖拿回室内 等雪融化等雪融化后，再用量后，再用量杯测定其容杯测定其容积积PM/100M为样本重量为样本重量1、积 雪 的 观 测雪压观测时的常用仪器雪压观测时的常用仪器2称雪器：称雪器：由带盖的圆筒和秤、小铲组成由带盖的圆筒和秤、小铲组成 取样时，将取样时，将圆筒向下垂直圆筒向下垂直插入雪中，直插入雪中，直到地面到地面然后拨开圆筒一边的雪，把然后拨开圆筒一边的雪，把小铲插入圆筒底沿下面，

5、连小铲插入圆筒底沿下面，连同圆筒一起拿起，盖好筒盖同圆筒一起拿起，盖好筒盖再将筒翻转，擦净粘在筒外再将筒翻转，擦净粘在筒外的雪。把筒挂在秤上，移动的雪。把筒挂在秤上，移动秤砣，直到秤杆水平为止。秤砣，直到秤杆水平为止。PM/S50m/50mm m为秤杆的刻度数，为秤杆的刻度数，每一刻度单位每一刻度单位50g50gS S为圆筒内截面积为圆筒内截面积50cm50cm2 2，9.2 9.2 冻土冻土 冻土冻土是指含有水分的土壤因温度下降是指含有水分的土壤因温度下降到到00或以下而呈冻结的状态。或以下而呈冻结的状态。 进行进行冻土观测冻土观测的测站，应根据埋入土的测站，应根据埋入土中的冻土器内水结冰的

6、部位和长度，来测中的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定冻结层次及其上限和下限深度。冻土深定冻结层次及其上限和下限深度。冻土深度以厘米（度以厘米（cmcm）为单位，取整数，小数四）为单位，取整数，小数四舍五入。当地面温度降到舍五入。当地面温度降到00或以下，土或以下，土壤开始冻结时，在每日壤开始冻结时，在每日8 8时观测一次冻土，时观测一次冻土，直至次年土壤完全解冻为止。直至次年土壤完全解冻为止。 冻土观测的仪器是冻土观测的仪器是冻土器冻土器。 冻土器冻土器由外管和内管组成。外管为一标由外管和内管组成。外管为一标有有0cm0cm刻度线的硬橡胶管；内管为一根有刻度线的硬橡胶管；内管为一根有cmcm

7、刻度的橡皮管刻度的橡皮管( (管内有固定冰用的链子或铜管内有固定冰用的链子或铜丝、线绳丝、线绳) )，底端封闭，顶端与短金属管、，底端封闭，顶端与短金属管、木棒及铁盖相连。内管中灌注当地干净的木棒及铁盖相连。内管中灌注当地干净的水水( (河水、井水、自来水等河水、井水、自来水等) )至刻度的至刻度的0 0线处。线处。 测站须根据当地可能出现的最大冻土测站须根据当地可能出现的最大冻土深度，采用长度规格适用的冻土器深度，采用长度规格适用的冻土器。 冻土器应安装在有自然覆盖物的地段。冻土器应安装在有自然覆盖物的地段。有直管地温表的气象站，可安装在直管地有直管地温表的气象站，可安装在直管地温场中温场中

8、320cm320cm深层地温表的西边，相距约深层地温表的西边，相距约50cm50cm。外管和内管的。外管和内管的0 0线刻度要平齐，并与线刻度要平齐，并与地表在同一水平面上地表在同一水平面上 。 进行冻土观测时，一手把冻土器的铁盖连同内管提起，用另进行冻土观测时，一手把冻土器的铁盖连同内管提起，用另一只手摸测内管冰一只手摸测内管冰( (包括冻结得不够坚实的冰柱包括冻结得不够坚实的冰柱) )所在位置，从管所在位置，从管壁刻度线上读出冰上下两端的相应刻度数，分别为此冻结层的上、壁刻度线上读出冰上下两端的相应刻度数，分别为此冻结层的上、下限深度值。冻土深度观测完毕即将内管重新插入，并盖好盖子。下限深

9、度值。冻土深度观测完毕即将内管重新插入，并盖好盖子。 遇有两个或两个以上冻结层，应分别测定每个冻结层的上、遇有两个或两个以上冻结层，应分别测定每个冻结层的上、下限深度。冻土深度不足下限深度。冻土深度不足0.5cm0.5cm时，上、下限均记时，上、下限均记“0 0”。 当冻结层的下限深度超出最大刻度范围时，应记录最大刻度当冻结层的下限深度超出最大刻度范围时，应记录最大刻度数字，并在数字前加记数字，并在数字前加记“”符号，如符号，如。待冻土期结束。待冻土期结束后，应换用更长规格的冻土器。后，应换用更长规格的冻土器。 观测操作力求迅速，尽量勿使内管弯折。遇结冰不够坚实或观测操作力求迅速，尽量勿使内管

10、弯折。遇结冰不够坚实或气温度较高时尤须小心，尽量避免冰柱滑动或消融。气温度较高时尤须小心，尽量避免冰柱滑动或消融。 当内管水量不足时，应及时补充加水。但不能在临近观测前当内管水量不足时，应及时补充加水。但不能在临近观测前加水，以免水温偏高影响观测。内管灌水时，应注意不能使水柱加水，以免水温偏高影响观测。内管灌水时，应注意不能使水柱中余留气泡；勿使降水和其它物体落入外管内，否则应及时清除；中余留气泡；勿使降水和其它物体落入外管内，否则应及时清除；每年使用冻土器前，应注意检查内管、外管的每年使用冻土器前，应注意检查内管、外管的0 0线与地面是否齐平。线与地面是否齐平。若产生位移，应在土壤冻结前调整

11、好；冻土期结束后，应将内管若产生位移，应在土壤冻结前调整好；冻土期结束后，应将内管的水放掉，晾干，收回室内妥善保管，外管口用不渗水的物品包的水放掉，晾干，收回室内妥善保管，外管口用不渗水的物品包扎牢；在冻结较深的地区，为提取内管和观测的方便，可在靠近扎牢；在冻结较深的地区，为提取内管和观测的方便，可在靠近冻土器的东北侧设一吊架供观测时吊取内管。冻土器的东北侧设一吊架供观测时吊取内管。 9.3 9.3 电线积冰电线积冰 5 影响积冰重量的因子影响积冰重量的因子 4 电线积冰的观测电线积冰的观测 3 电线积冰观测辅助工具电线积冰观测辅助工具 2 电线积冰架电线积冰架 1 电线积冰电线积冰 9.3

12、电线积冰 电线积冰电线积冰是指雨淞、雾淞凝附在导线上或湿雪冻结在是指雨淞、雾淞凝附在导线上或湿雪冻结在导线上的现象。附着在导线上的霜、干雪花和沾附的雨滴，导线上的现象。附着在导线上的霜、干雪花和沾附的雨滴，因气温下降至零下而冻结少量的冰，都不作为电线积冰。因气温下降至零下而冻结少量的冰，都不作为电线积冰。 从积冰架上的导线开始形成积冰起，至积冰消失止，从积冰架上的导线开始形成积冰起，至积冰消失止，称为一次称为一次积冰过程积冰过程。 观测须测定每一次积冰过程的最大直径和厚度，以毫观测须测定每一次积冰过程的最大直径和厚度，以毫米（米（mmmm）为单位，取整数。（积冰直径指垂直于导线的切）为单位，取

13、整数。（积冰直径指垂直于导线的切面上冰层积结的最大数值，导线直径包括在内；积冰厚度面上冰层积结的最大数值，导线直径包括在内；积冰厚度方向与积冰直径方向垂直，厚度小于等于直径）当所测单方向与积冰直径方向垂直，厚度小于等于直径）当所测单纯的雾淞直径达到纯的雾淞直径达到15mm15mm或雨淞、湿雪冻结物或包括雾淞在或雨淞、湿雪冻结物或包括雾淞在内的混合积冰直径达到内的混合积冰直径达到8mm8mm时，尚须测定一次积冰最大质时，尚须测定一次积冰最大质量，以克量，以克/ /米（米（g/mg/m）为单位，取整数。）为单位，取整数。 电线积冰观测，应在电线积冰架上进行。电线积冰观测，应在电线积冰架上进行。 9

14、.4 9.4 气象应用气象应用 研究积雪分布及其特性研究积雪分布及其特性,对于水资源利用对于水资源利用,灾灾害分析害分析,大气环流分析机器气候演变有着重要的大气环流分析机器气候演变有着重要的意义意义 冻土研究在农作物生长冻土研究在农作物生长,埋设地下管道等方埋设地下管道等方面意义重大面意义重大 电线积冰的危害主要是电线积冰的危害主要是:由于电线结冰后由于电线结冰后,遇遇冷收缩冷收缩,加上冰本身的重量加上冰本身的重量,就会绷断电线就会绷断电线;有时有时,成排的电线杆可以被拉倒成排的电线杆可以被拉倒,使电讯和输电中断使电讯和输电中断复复 习习 思思 考考 题题1.1.何谓积雪何谓积雪, ,气象站积

15、雪的观测项目有那些气象站积雪的观测项目有那些? ?2.2.积雪深度积雪深度, ,雪压在什么条件下观测雪压在什么条件下观测? ?3.3.常用来观测积雪的仪器有哪些常用来观测积雪的仪器有哪些, ,各有何特点各有何特点? ?4.4.某次用体积量雪器观测得到容积等于某次用体积量雪器观测得到容积等于44cm344cm3的水的水, ,求雪压求雪压? ?5.5.用称雪器称量得某样本秤杆刻度数用称雪器称量得某样本秤杆刻度数m m5.95.9，求，求雪压。雪压。6.6.为什么要进行移雪量的测定为什么要进行移雪量的测定, ,测定移雪量的方法测定移雪量的方法有哪些有哪些? ?7.7.何谓冻土何谓冻土, ,用于冻土观测的仪器是什么用于冻土观测的仪器是什么, ,有何特有何特点点? ?复复 习习 思思