１引言
雪覆盖层是一类特殊而又十分重要的下垫面。积雪的温度特性和融雪量的预测对军事、交通、水文、气象、农作物生长、环境监测及遥感等领域都具有重要作用。２０世纪７０年代以来，各国气象、水文学家开展了用于水文、气候研究的积雪模型研究。Ａｎ－ｄｅｒｓｏｎ［１］等发展了详细考虑积雪本身变化过程的、用于水文学研究的复杂积雪模型；Ｌｏｔｈ［２］、孙菽芬［３］、陈海山［４］等从气候研究角度出发在复杂积雪模型的基础上建立了中等复杂程度的复杂积雪模型。在这些用于水文气候研究的模型中，雪覆盖层以中高纬度的积雪作为研究对象，积雪层有一定的厚度，并可延续２～３个月以上。构建模型时仔细考虑了雪盖内部质量及能量平衡，相变过程以及与大气的相互作用，边界资料需包含的积雪深度、积雪水当量、积雪密度、表面温度、下垫面物理性质，以及每１ｈ的气象观测资料等积雪观测站提供的详细积雪和气象观测资料。如ＳＡＳＴ［３］、ＣＬＳＭ［４］模型检验应用了法国ＣｏｌｄｅＰｏｒｔｅ积雪观测站的资料集。为了利用日常气象观测数据预测融雪量，Ｋｏｎｄｏ［５］提出了一种基于雪覆盖层热平衡方程的简单模型，在此模型中，假设了雪层最下方的温度恒为０℃，同时假定雪层内部由底部到表面的温度变化是线性的，这种假设可以简化雪层融雪量的计算，但用于雪面温度和积雪深度预测会带来较大的误差。
积雪温度和深度变化特征分析
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｎｏｗＣｏｖｅｒＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＤｅｐｔｈｗｉｔｈＤａｔａｆｒｏｍＷｅａｔｈｅｒ
Ｓｔａｔｉｏｎｓ
娄伟平／ＬＯＵＷｅｉ－ｐｉｎｇ１，吴利红／ＷＵＬｉ－ｈｏｎｇ２，赵慧娟／ＺＨＡＯＨｕｉ－ｊｕａｎ３，邓盛蓉／ＤＥＮＧＳｈｅｎｇ－ｒｏｎｇ１，
潘定邦／ＰＡＮＤｉｎｇ－ｂａｎｇ１
１．浙江省新昌县气象局，浙江新昌３１２５００
２．浙江省气候中心，杭州３１０００２
３．浙江省绍兴市气象局，浙江绍兴３１２０００
１．ＸｉｎｃｈａｎｇＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，Ｘｉｎｃｈａｎｇ３１２５００，ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ
２．ＺｈｅｊｉａｎｇＣｌｉｍａｔｅＣｅｎｔｅｒ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１０００２，Ｃｈｉｎａ
３．ＳｈａｏｘｉｎｇＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒｅａｕ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ３１２０００，ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ
［摘要］根据能量守恒原理，考虑太阳短波辐射、大气和地面的长波辐射、潜能、感热传输以及下垫面的热传导等能量之间的平衡，并考虑雪层中的温度分布，建立了一种应用气象站观测数据进行积雪表面温度和深度预测的模型。应用浙江省新昌县气象站２００４年１２月３０日１９时到２００５年１月２日２０时、２００５年３月１２日１９时到３月１３日１０时逐时的各气象要素资料进行模拟分析，并与该时段内所测得的积雪表面温度和深度进行对比，发现日落后到日出前积雪表面温度预测值和实测值误差在１．５℃以内；在日出到日落之间用于雪面温度观测的水银温度表受太阳辐射直接照射影响，读数明显偏大，并出现正值；积雪深度预测值和实测值误差在２ｃｍ以内。因此，该模型对积雪表面最低温度和积雪深度预测具有较好的应用价值。
［关键词］能量守恒；积雪；温度；深度；气象观测资料
［中图分类号］Ｐ４７［文献标识码］Ａ［文章编号］１０００－７８５７（２００６）０９－００３２－０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙ，ａｎｄｈａｖｉｎｇｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｓｏｌａｒ－ｗａｖｅｒａｄｉ
ａｔｉｏｎ，ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃａｎｄｇｒｏｕｎｄｌｏｎｇ－ｗａｖｅｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｌａｔｅｎｔｈｅａｔｆｌｕｘｅ，ｓｅｎｓｉｂｌｅｈｅａｔｆｌｕｘｅａｎｄｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｉｎｓｎｏｗｃｏｖｅｒ，ａｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｆｏｒｓｎｏｗｃｏｖｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｐｔｈｗｉｔｈｄａｔａｆｒｏｍｗｅａｔｈｅｒｓｔａｔｉｏｎｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｄａｉｌｙｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａｏｆｗｅａｔｈｅｒｓｔａｔｉｏｎｓ，Ｘｉｎｃｈａｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ（ｆｒｏｍＤｅｃｅｍｂｅｒ３０，２００４ｔｏＪａｎｕａｒｙ２，２００５ａｎｄｆｒｏｍＭａｒｃｈ１２，２００５ｔｏＭａｒｃｈ１３，２００５）ｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅｖａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｆｒｏｍｓｕｎｄｏｗｎｔｏｓｕｎｒｉｓｅ，ｔｈｅｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｅｃａｓｔｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅａｃｔｕａｌｖａｌｕｅｅｒｒｏｒｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ１．５℃；ｆｒｏｍｓｕｎｒｉｓｅｔｏｓｕｎｄｏｗｎ，ｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ａｎｄｓｏｍｅｔｉｍｅｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ０℃ｏｗｉｎｇｔｏｍｅｒｃｕｒｙｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄｂｙｓｕｎｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｅｒｒｏｒｆｏｒｔｈｅｓｎｏｗｃｏｖｅｒｄｅｐｔｈｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ２ｃｍ．Ｓｏｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙｕｓｅｆｕ
ｌｆｏｒｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｎｏｗｃｏｖｅｒｄｅｐｔｈ。
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｅｎｅｒｇｙｂａｌａｎｃｅ；ｓｎｏｗ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｃｏｖｅｒｄｅｐｔｈ；ｄａｔａｆｒｏｍｗｅａｔｈｅｒｓｔａｔｉｏｎ；ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ
ＣＬＣＮｕｍｂｅｒ：Ｐ４７ＤｏｃｕｍｅｎｔＣｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１０００－７８５７（２００６）０９－００３２－０４
收稿日期：２００６－０６－２０
作者简介：娄伟平，男，浙江省新昌县城关镇人民西路１３９号新昌县气象局，工程师，主要从事应用气象研究工作；
Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｃｌｗｐ＠１６３．ｃｏｍ
积雪层温度和深度变化是积雪层净热辐射通量决定的，而积雪层的净热辐射通量是太阳和地球辐射通量之和。若不考虑外界因素对积雪表面的影响，应用能量守恒方法，即考虑太阳短波辐射、大气和地面的长波辐射（辐散）以及潜热、感热传输等能量之间的平衡，可以利用日常气象观测数据建立积雪层温度和深度变化的预报方法。
２积雪层的能量平衡
２．１能量平衡方程
根据能量平衡原理，在垂直方向一维条件下，积雪层中每一层的能量平衡方程必须满足如下条件，即进入每一层的净能量通量等于雪层内温度的变化。取Ｚ坐标方向向下，单位面积（１×１ｍ２）积雪表面的能量平衡方程为：
ｃ!Ｔ!ｔｄｚ＋!"!#
!ｔ
＝$!Ｔ
!ｚ
"#
ｚ＝０
＋Ｇ＋Ｇ
Ｒ
（１）
在积雪层内：
ｃ!Ｔ!ｔ＝!
!ｚ
（λ!Ｔ
!ｚ
"$＋Ｇ－ρμ!%
!
ｔ
）（２）
在积雪底层：
ｃ!Ｔ!ｔｄｚ＋!"!#
!ｔ
＝&!Ｔ
!ｚ
%$
ｚ＝ｄ
＋Ｇ＋λｇ!Ｔ
!ｚ
"$
ｚ＝ｄ
（３）
式中：（λ!Ｔ!ｚ
"$为积雪层的热传导，Ｇ为源／汇项热通量，
ｃ!Ｔ!ｔｄｚ为温度升高所需的热量，ρμ!%
!ｔ
为融化雪所需的潜热，
λｇ
!Ｔ
!ｚ
"$
ｚ＝ｄ
为土壤的热传导，ＧＲ为降水带来的能量。ｚ为从积雪表
面向下计算的积雪层高度（ｍ），Ｔ为雪层温度（℃），ｔ为时间（ｓ），ρ为雪层密度（ｋｇ·ｍ－３），ｄ为雪层深度（ｍ），μ为冰的融化潜热（３．３５×１０５Ｊ·ｋｇ－１），Φ为融化雪层深度（ｍ），λｇ为雪层下下垫面的导热系数。
方程（１）、（２）、（３）中有２个未知数Ｔ、Φ，必须补充一个附加的物理条件使解唯一，即：①Ｔ＝０，Φ≥０；②Ｔ＜０，Φ＝０［９］。
２．２方程中源／汇项热通量和参数的确定
２．２．１方程中源／汇项热通量的确定
１）在雪层内部：
Ｇ＝（１－α）Ｒ［ｅｘｐ（－λｅｚｉ）－
ｄ
ｚ＋１
’ｅｘｐ（－λｅｚ）ｄｚ］（４）
式中α为雪面反照率，Ｒ为太阳短波辐射（Ｒ的计算见文献［６］），λｅ为太阳短波辐射穿过积雪时的消光系数，由下式计算［１］：
λｅ＝Ｃλ（ρ／ρｗ）ｄ－１
２（５）
式中Ｃλ为经验系数（４８０），ρｗ为水的密度（１．０×１０３ｋｇ·ｍ－３）。
２）在积雪表面：
Ｇ＝（１－α）Ｒ［１－
ｄ
ｚ１
’ｅｘｐ（－λｅｚ）ｄｚ］＋Ｌ↓－Ｌ↑＋Ｈ＋ＬＥ（６）
Ｌ↓－Ｌ↑为净长波辐射，Ｈ为感热交换项，ＬＥ为潜热交换项。Ｌ↓的计算见文献［６］。雪面的长波辐射Ｌ↑计算式为［７］：
Ｌ↑＝σ（Ｔ＋２７３．１６）４·$ｓ＋（１－$ｓ）Ｌ↓（７）σ为Ｓｔｅｆａｎ－Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ常数（５．６６９７×１０－８Ｊ·ｓ－１·ｍ－２·℃－４）、$ｓ为雪面辐射率（０．９７）［８］。
感热、潜热交换项计算式为［９］：
Ｈ＝ρ０ＣＰＰ
Ｐ０
ｋ２ｖ（Ｔａ－Ｔ）
ｌｎ
ｚｍ
ｚ０ｍ
%#ｌｎｚｈ
ｚ０ｈ
%#（８）
ＬＥ＝０．６２３Ｌｖρ０Ｐ
Ｐ０
ｋ２ｖ（ｅａ－Ｅｓ）
ｌｎ
ｚｍ
ｚ０ｍ
%#ｌｎｚｖ
ｚ０ｖ
%#（９）
式中ρ０为近地面空气密度（１．２９ｋｇ·ｍ－３），ＣＰ为空气比热
（１．０１×１０３Ｊ·ｋｇ－１·℃－１），Ｐ、Ｔａ、ｖ、ｅａ分别为大气气压、气温、风速、水
汽压，Ｐ０为标准大气压（１０１３ｈＰａ），ｋ为ｖｏｎＫａｒｍａｎ常数（０．４），
Ｌｖ为凝结潜热（２．５１４×１０６Ｊ·ｋｇ－１），Ｅｓ为雪面饱和水汽压，ｚｍ为风
速观测高度（１０ｍ），ｚｈ、ｚｖ为百叶箱内仪器观测高度（１．５ｍ），ｚ０ｍ、ｚ０ｈ、
ｚ０ｖ分别为由下垫面的粗糙度决定的高度值（ｚ０ｍ≈ｚ０ｈ≈ｚ０ｖ≈０．１×１０－３
ｍ），ｚ０ｍ表示此高度处的风速为０ｍ·ｓ－１，ｚ０ｈ、ｚ０ｖ表示此高度处的温
度、水汽压等于下垫面的温度、水汽压值。
２．２．２方程中参数的确定
积雪的平均体积热容ｃ为［３］：
ｃ＝１．９×１０６!
!ｉ
（１０）
!ｉ为冰的比重。
雪层的导热系数λ为［１］：
λ＝ａ
λ
＋ｂλ!
!ｗ
"$ｃ（１１）
ａλ、ｂλ、ｃλ分别为０．０２１Ｊ·ｓ－１·ｍ－１·℃－１、２．５１Ｊ·ｓ－１·ｍ－１·℃－１、２．０，
ρｗ为水的密度（１．０×１０３ｋｇ·ｍ－３）。
雪层下下垫面为土壤时，导热系数λｇ由下式计算［１０］：
λｇ＝１．３×１０－８ｕｇ１．１!ｇ１．９５（１２）
ｕｇ为土壤含水率，!ｇ为干土密度。
３积雪温度和深度模拟
浙江省各级气象台站在２００２年年底建成了地面气象自动观
测站，按国家气象局规定，每天２０时进行一次人工观测，有积雪
时人工量取积雪深度。由于积雪时人工观测０ｃｍ地温表置于雪
面观测，读数表示雪面温度值，而自动观测站的地温观测部分同
无积雪时一样进行，即自动观测站的０ｃｍ地面温度值表示积雪
底部土壤表面温度值。
３．１雪面温度和深度模拟
秦汉文化
试验在浙江省新昌县气象站（Ｎ２９°３１′、Ｅ１２０°５３′，海拔１０６
ｍ）进行，２００４年１２月２７日在地温场东部划定一块２ｍ×２ｍ的
裸地。在２００４年１２月３０日０８时至２２时、２００４年１２月３１日
到２００５年１月２日每天的０５时至２２时、２００５年３月１２日１４
时到２２时、２００５年３月１３日０５时到１０时，按《地面气象观测
规范》要求人工观测雪面温度和积雪深度（在观测点积雪消融时
停止）。
在预测计算过程中，取计算时间步长为１ｈ，即：应用１ｈ１设备更新
次的气象要素实况观测资料作为预报计算的气象要素场资料。以
降雪停止时的雪深作为计算未来雪深的初始值，以２０时雪面温
度观测值作为计算未来２４ｈ雪面温度的初始值，从２０时开始，
每时次的预测值又作为下一时次的起始值。雪层划分以５．０ｍ×
１０－３ｍ作为一层［８］，在２００４年１２月３０日０８时至１９时、２００５年
３月１２日１４时到１９时降雪期间，雪面０ｃｍ温度表读数保持在
０．２±０．１℃，因此假定１９时雪面和积雪中各层温度为０℃并作为起
始值。计算时取α为０．８０［１１］、λｇ为０．２８Ｊ·ｓ－１·ｍ－１·℃－１、ρ为８０ｋｇ·
ｍ－３。
表１列出了２００４年１２月３０日２１时到２００５年１月２日
２２时及２００５年３月１２日２１时到３月１３日１０时雪面温度和
钟繇书法
深度的预测值、实测值（２３时到０４时未进行实测）。从表１和
２００４年１２月３１日５时到２２时、３月１３日５时到１０时雪面温
度预测值和实测值随时间变化对比图（图１）可以看到：在１７时
后、０７时前（日落后到日出前），雪面温度预测值与实测值之间的
最大误差绝对值＜１．５℃；０７时－１７时（日出后到日落前）实测值比
注：表中温度单位为℃；深度单位为ｃｍ。
预测值偏高，最大误差达９．１℃。其中雪面温度实测值在０７时后迅速升高，如１２月３１日１１－１７时大于０℃，并在１５时达到最高值６．３℃。这是因为雪面温度观测采用水银柱温度表，日出后水银柱温度表在太阳辐射直接照射下，吸收太阳辐射而导致温度读数迅速升高，因此温度读数不能代表真正的雪面温度。
积雪深度预测值和实测值之间的最大误差绝对值≤２ｃｍ，预测值≥实测值，这是因为本模型中假设温度０℃时才发生融雪现象，而Ｋｕｈｎ［８］研究表明温度－１０℃时也会发生融雪现象。在白天和夜间均存在积雪深度变化过程，表明存在融雪现象。气象资料的分析表明，新昌县气象站在积雪覆盖期间２０ｃｍ地温值在４．７℃以上，０ｃｍ地温值（自动站观测数据）由于观测部位部分被土覆盖，在０．３℃以上，表明积雪底部由于下垫面的热传导，始终存在融雪过程。
图２是气温、风速、水汽压、雪面温度变化图。由图２可见，气
温不是决定雪面温度和雪面融雪量的唯一条件，在气温低于０℃时雪面也会出现融雪。风速影响雪面温度和气温的差值，风速小时二者差值大，风速大时二者差值小。图３给出了不同时刻雪层内部温度随深度变化图，由图可看出，在雪层较深处，温度随深度变化近似于线性关系且变幅小，在接近积雪表面３ｃｍ到积雪表面，这种线性近似关系不成立，且在不同时刻温度随深度变化关系不同。因此，模拟积雪温度和融雪量时，不能简单地把雪层内部温度随深度变化看成线性关系，应从能量平衡原理出发，确定雪层内部的温度分布及对积雪表面温度和融雪量的影响，同时雪层划分不能像用于气候模式研究那样，简单地划分为２￣３层［３］，应根据雪层内部温度变化特性划分为多层。
３．２反照率和下垫面导热参数对雪深的影响
图１雪面温度变化图
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
图２气温、风速、水汽压、雪面温度变化图
Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｉｎｄｓｐｅｅｄ，ｓｑｕｉｒｔｇｕｎａｎｄｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
１积雪表面温度和深度的预测值、实测值
Ｔｂｌ．１Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｐｔｈ
时间
２００４年１２月３１日２００５年１月１日２００５年１月２日２００５年３月１３日预测值实测值预测值实测值预测值实测值预测值实测值
温度深度温度深度温度深度温度深度温度深度温度深度温度深度温度深度
２１２２５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０－２．４
－３．１
－８．０
－８．３
－８．７
－８．７
－７．６
－５．７
－３．６
－１．５
０．０
０．０
０．０
０．０
－１．１
－２．６
－３．９
－４．８
１１
１１
１０
１０
１０
１０
１０
１０
１０
１０
１０
９
８
８
８
８
８
８
－２．２
－３．１
－７．９
－８．７
－１０．０
－８．５
－４．０
－０．８
１．７
３．４
４．９
５．４
３．９
２．０
－０．９
－２．１
－３．３
－４．０
１１
１１
１０
１０
１０
９
９
９
９
９
８
７
７
７
７
７
７
７
－５．２
－６．１
－９．９
－１０．４
－１０．９
－１０．９
－１０．０
－８．１
－５．４
－２．９
－０．７
０．０
０．０
０．０
－０．７
－２．１
－３．４
－４．６
８
８
７
７
７
７
７
７
７
７
７
５
５
４
４
４
４
４
－５．０
－５．８
－９．７
－１０．１放蛊
－１０．５
－８．７
－５．２
－１．９
２．２
３．８
５．２
６．１
６．３
４．２
１．５
－１．０
－２．０
－３．２
７
７
６
６
６
６
６
６
６
６
５
５
４
３
３
３
３
３
－４．３
－５．４
－１０．５
－１１．２
－１１．６
－１１．５
什么样的春雨－１０．５
－８．７
－６．２
－３．６
－１．０
０．０
０．０
０．０
０．０
－０．７
－１．５
－２．４
４
４
４
４
４
４
４
４
４
４
４
３
２
１
１
１
１
１
－３．９
－４．７
－９．４
－１０．２
－１０．６
－７．９
－５．４
－２．５
１．７
４．２
油炸大虾的做法
６．４
８．７
９．１
７．１
４．３
０．５
－１．２
－２．０
黄帝炎帝
３
３
３
３
３
３
３
３
３
２
２
２
１
１
１
０
０
０
－３．７
－４．１
－７．１
－７．７
－７．９
－５．４
－０．９
０．０
７
６
５
４
４
４
４
１
－３．０
－３．６
－６．７
－７．２
－７．５
－２．０
４．０
７．６
６
６
５
５
５
４
３
１
1
1
雪面吸收的太阳辐射和下垫面热传导是影响南方积雪消融的主要因子。但雪面太阳短波辐射反照率是一个经验系数，其值
受雪面状况决定，因此，本文对模型在不同太阳短波辐射反照率（α＝０．９、０．８５、０．８、０．７５、０．７、０．６５）下的敏感性进行了试验，结果见图４和表２。不同反照率通过影响积雪吸收的太阳辐射，使积雪表面温度和融雪量相差较大：在２００４年１２月３０日到２００５年１月２日这次积雪过程中，α＝０．６５时积雪表面在１１ｈ就进入融雪状态，积雪只维持了１天；α＞０．８５时积雪表面温度在０℃以下，积
雪融化靠下垫面的热传导，积雪维持时间较长。
因此，通过积雪表面撒煤灰等方法降低反照率，可促使积雪融化。
不同下垫面的导热系数不同，影响雪层底部的热传导，从而影响雪层底部的积雪融化量。取雪层下面２０ｃｍ厚的下垫面导热
系数λｇ＝１．５（水泥混凝土）、
１．０、０．５、０．２８、０．１、０．０５Ｊ·ｓ－１·ｍ－１·℃－１进行了试验，结果见表３。λｇ≥０．５时，积雪深度随λｇ变化较大，表明此时下垫面的热传导是影响积雪深度的主导因子；λｇ＜０．５时，积雪深度随λｇ变化小，此时积雪深度主要受吸收的太阳辐射影响。
４小结与讨论
１）应用能量守恒原理，考虑各种能量之间的平衡和积雪层
中的温度变化特性、下垫面特性，可以应用气象站常规气象资料建立积雪温度和深度预测模型。
２）模型对积雪深度和日落后到日出前的雪面温度预测值接近实测值，可用于军事、交通、水文、气象、农业、环境监测及遥感等领域积雪变化过程的模拟和预测。
３）有日照时，雪面温度预测值和实测值偏差较大，主要是因为目前气象站还缺少专门的积雪温度观测仪器，水银温度表受太阳辐射直接照射时读数受影响。对历史资料中有积雪时０ｃｍ地温资料的应用必须考虑这种影响，并进行订正。
４）自然条件下，积雪深度变化由太阳短波辐射和积雪层下的下垫面性质决定。降低太阳辐射的反照
率可促使积雪融化，下垫面导热系数小时，积雪融化速率由吸收的太阳辐射决定。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
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（责任编辑胡春华）
图３不同时刻雪层内部温度变化模拟图
Ｆｉｇ．３
Ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗｃｏｖｅｒ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ
图４不同反照率对雪面温度的影响（２００４年１２月３１日）
Ｆｉｇ．４
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｌｂｅｄｏｏｎｓｎｏｗｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
２
不同反照率的积雪深度拟合
Ｔｂｌ．２Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗ
ｄｅｐｔｈｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｌｂｅｄｏｓ２００４年１２月３１日２００５年１月１日２００５年１月２日
０８时１４时２０时０８时１４时２０时０８时１４时２０时α＝０．６５
α＝０．７α＝０．７５α＝０．８α＝０．８５α＝０．９
１０１０１０１０１０１０３５７９１０１００３６８９９无积雪２５７９９无积雪２５８８０４８８无积雪４７７３７７１６６
注：表中积雪深度单位为ｃｍ
表!5C=4!
L2;<=892:,:*ｓｎｏｗ３
λｇＴｂｌ．３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｎｏｗｄｅｐｔｈｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｉｅｓ２００４年１２月３１日２００５年１月１日２００５年１月２日
０８时１４时２０时０８时１４时２０时０８时１４时２０时
"ｇ＝１．５"ｇ＝０１．０"ｇ＝０．５"ｇ＝０．２８"ｇ＝０．１"ｇ＝０．０５
火影忍者忍者大师６８９１０１１１１３５９９１０１０无积雪３７８９９０５７９９无积雪３５７８２４６７
０７６７
无积雪
５５６４４４
注：表中积雪深度单位为ｃｍ
表0不同"!的积雪深度拟合
5C=40L2;<=892:,:*
