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蓝山天文台,一个往南几英里波士顿2015年2月,该州的积雪达到了令人难以置信的46英寸,创下了其130年历史上最厚的积雪。同月,班戈缅因州在美国,降雪量达到53英寸,与此前的记录持平。山区的积雪深度有时会达到三位数。

这确实是令人印象深刻的数字,但假设你有一根足够长到白色地面下的测量棒,那么测量它有多难呢?你把尺子或尺插进雪里就能得到一个数字,对吧?嗯,没那么快。有点。更复杂的比你想象的要多,才能得到冬季风暴中如此重要的积雪总量。

自1890年以来,美国国家气象局一直依靠志愿者观测员网络,严格遵守NWS指南,以得出一个地区的积雪测量数字。有很多8700名合作观察员全国各地每天向国家气象局发送天气数据的人,有些人已经做了很久了75年

测雪本身就不准确,但关注周围环境并坚持指导方针,有助于我们这些定期测量的人保持一致——对于长期的天气记录,一致性可以说和准确性一样重要。

首先,你需要了解雪深和降雪之间的区别。雪深应该是测量给定位置及其周围环境的平均深度。它通常四舍五入到最接近的整数。为了得到一个具有代表性的数字,您需要一个漂移最小的站点(并不总是容易找到),并且应该对几个测量值进行平均以得到最终数字。我喜欢10,因为它让数学变得简单。

在法国阿尔卑斯山,一辆汽车差点被雪堆掩埋。
在法国阿尔卑斯山,一辆汽车差点被雪堆掩埋。Pierre-Yves Babelon/Getty Images

为了合理估计积雪中所含的液体量,仔细的测量是至关重要的。虽然有时很难相信,但雪最终会融化,快速融化可能会引发洪水问题。还有水文学家的模型用于预测水位关键取决于良好的初始数据收集,尽管改进的卫星数据有助于减少对任何单独测量的依赖。

雪深就像每个个体降雪量的总和,如果假设没有的话升华- - - - - -雪变成水蒸气-或者从第一场雪开始融化到现在。当然,这种假设几乎总是错误的。但如果你暂时搁置现实,深度仍然不会超过所有降雪的总和,因为雪是可压缩的。因此,两场10.5英寸(27厘米)的降雪可能只会累积到17英寸(43厘米)的深度。

雪的可压缩性引起了降雪测量的最大恐慌。降雪量是指在特定时间内累积的积雪量,通常是24小时内。在一个完美的世界里,这24小时的时间应该在午夜结束,但绝大多数国家气象局的合作观察员在早上进行日常观测。

为了正确测量降雪,你需要一个平坦的表面。与积雪深度一样,当您测量降雪时,您希望避免漂移区域。国家气象局建议使用滑雪板这是一个白色的表面,吸收很少的阳光,保持接近周围的空气温度。任何冰冷的表面都可以。请记住,一致性是至关重要的,这里的目标是做出准确的测量,代表周围地区,并与其他进行降雪测量的人保持一致。

国家气象局雪板和雪量棒。
国家气象局雪板和雪量棒。法玛汀,CC BY-SA 3.0/Wikimedia

那么,让我们考虑三种常见的情况。在美国东部,我们经常要面对在风暴过程中变成雨的雪。想象一下6.0英寸(15厘米)的雪,然后是一英寸(2.5厘米)的雨夹雪,将雪压实到4英寸(10厘米)深。然后,在此之上落下一英寸的冻雨,在观察期结束时进一步将雪压实到2.6英寸(6.6厘米)深。每天的降雪量应该是多少?雪的深度?

在这种情况下,当雪转变为雨夹雪时,应清除雪板并记录最大雪深-在这种情况下为6英寸(15厘米)。对雨夹雪做同样的处理,这将使降雪量增加一英寸(2.5厘米),严格来说,这是“固体降水”。冻雨不会被计入每日降雪量,因为冻雨到达地面时是液态的。因此,每天的降雪量为7.0英寸(测量到最接近的十分之一英寸)(17.8厘米),而观测到的积雪深度从2.6英寸(6.6厘米)四舍六入到3英寸(7.6厘米)。

想象一下,一个下午下了三场大雪,其中两场在完全融化前降下了1.5英寸(3.8厘米)的雪,然后是第三场1.8英寸(4.6厘米)的雪。据报道,在这段时间内,每天的降雪量达到了最大的1.8英寸(4.6厘米)。这假设有一个观察者在那里测量每一个短暂的积累。但不幸的是,由于大多数观察员都是志愿者,情况并不总是如此。

最后,我们来谈谈争议。让我们假设整个24小时都在以每小时2.0英寸(5.1厘米)的速度持续降雪。如果每小时清理一次雪板,每天的降雪量将是48.0英寸(122厘米)。

雪和冰雹测量设备,大约1905年;如今志愿者使用的工具要简单得多。
雪和冰雹测量设备,大约1905年;如今志愿者使用的工具要简单得多。哈里斯&尤因/国会图书馆/公共领域

但是如果观察者只能在每天的观察时间在那里呢?到那时,雪已经压实了一些,这取决于温度和雪中液体的数量,每10英寸(25厘米)雪中液态水的含量可能在0.25英寸到3英寸(0.6 - 7.6厘米)之间。这种液固比取决于许多因素,包括产生雪的云团内部的温度,这反过来又有助于确定雪花的大小。一般来说,大而通风的雪花产生的雪密度较小,液固比也较低。

对于同样的事件,这种每天一次的观测者记录的降雪量要比每小时清理一次的人少得多。这是一个问题。美国国家气象局(National Weather Service)规定,24小时内的降雪量不得超过4次。理想情况下,观察者每六小时去一次滑雪板,清除10.5英寸(26厘米)、9.3英寸(23.5厘米)、11.5英寸(29厘米)和10.8英寸(27厘米)的积雪,就会得到官方正确的42.1英寸(107厘米)的降雪测量结果。

几年前,一位观察家在纽约24小时内降雪量达到77.0英寸(196厘米),这将打破美国历史上单日降雪量最大的记录。然而,国家气象局确定他清理滑雪板的次数太频繁了,因此夸大了每天的总数,使记录无效。

阴谋,悬疑,神秘,争议。比在雪地里插把尺子强多了。如果这一切对你来说都是每天的气象乐趣,也许你已经具备了为国家气象局做志愿者的条件。”合作的观察者程序,不全是白色的东西。每天的高低温和各种形式的降水也被测量,当然,严格的国家气象局标准。

对于那些想要坚持只测量从天上掉下来的东西的人,请查看社区协同雨、雹、雪网络.任何人都可以加入,但那些生活在“偏远地区”的人可以提供宝贵的服务,帮助填补限制水文模型有效性的数据空白。

比尔Syrett他是气象学和大气科学副教授,乔尔·n·迈尔斯气象中心的经理宾夕法尼亚州立大学.这是一个更新的版本文章最初发布2015年2月19日。