Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Utvärdering av automatiska snödjupsmätningar med en SR50A Sonic Ranging Sensor
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, LUVAL.
2010 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Evaluation of automatic snow depth measurements with a SR50A Sonic Ranging Sensor (English)
Abstract [sv]

I Sverige utförs dagligen observationer av snöns djup och utbredning under snösäsongen.Observationerna används till exempel för att årsvis avgöra maximalt snödjup, snötäckets första ochsista dag samt antal dygn med snötäcke på olika platser. Traditionellt utförs snödjupsmätningarmanuellt med en enkel mätpinne, men med ny teknik kommer nya möjligheter. Med enultraljudssnömätare kan automatiserade snödjupsmätningar utföras med bättre upplösning i bådetiden och rummet vilket därmed ger bättre uppfattning av snöns tillväxt, hopsjunkning samtsmältning och innebär att alla signifikanta förändringar i snötäcket garanterat kommer observeras.

I denna utvärdering har en jämförelse gjorts av manuella och automatiska snödjupsmätningarutförda parallellt på samma plats men med olika frekvens. Instrumentet som utvärderats är enSR50A Sonic Ranging Sensor uppmonterad vid Institutionen för geovetenskapers mätstation vidUppsala universitet. Vid mätstationen görs även manuella snödjupsmätningar en gång per dag. Deautomatiska snödjupsmätningarna genomförs varje minut och medelvärdesbildas över ett 10minuters intervall.

Utvärderingen visar att de båda metodernas mätresultat stämmer mycket väl överrens förutomen mer eller mindre systematisk skillnad. I medeltal ger Sonic Ranging Sensorn 1,6 cm större snödjup,något som till största del kommer av en osäkerhet vid kalibreringen av instrumentet. Resultaten visartydligt på en bättre upplösning hos de automatiska mätningarna men att de manuella mätningarnaändå fått med de stora förändringarna av snötäcket vad gäller tillväxt, minskning samt max‐ ochmindjup.

Rådata från Sonic Ranging Sensorn visade på större och mindre fluktuationer som berodde påosäkra mätningar. Kvaliteten på mätningarna har avgjorts antingen med instrumentets inbyggdakvalitetsnummer eller utifrån max‐ och minvärden på snödjupet tagna under varje 10 minutersintervall. De faktorer som försämrade kvaliteten i mätningarna var först och främst snöfall, men ävenregndroppar eller snö som drev på grund av vinden gav försämrad kvalitet. Instrumentets känslighetför temperaturdifferensen i skiktet precis ovanför snöytan har också utvärderats vilket visade att detemperaturmätningar som görs i nuläget på 1,5 m höjd ger tillräckligt bra mätresultat. Det skildeendast 0,14 cm i medeltal om temperaturdifferensen togs med i beräkningarna av snödjupet.

Förutom en systematisk skillnad visade sig drivbildning inom mätområdet vara den faktor som gavstörst skillnad mellan manuella och automatiska snödjupsmätningar. För att avgöra hurrepresentativa snödjupsmätningarna vid mätstationen är i jämförelse med närområdet och därmedockså eliminera påverkan av drivbildning genomfördes ytterligare manuella mätningar av snödjupetpå ett homogent fält i närheten. Resultaten visar att de manuella mätningarna vid mätstationen gerett för området representativt snödjup.

Abstract [en]

During the snow season, daily observations of snow depth and distribution are performed all aroundSweden. The observations are for example used to yearly determine maximum snow depth, first andlast day of snow coverage and number of days with snow coverage in different areas. Manual snowdepth measurements are traditionally performed with a simple measurement stick but with newtechnology new possibilities arise. With an ultrasonic snow depth sensor, automatic snow depthmeasurements can be performed with much better resolution in both time and space, thus give amore detailed picture of the growth, compaction and melting of the snow coverage. There is also norisk to miss out on any important changes in the snow coverage.

In this evaluation, a comparison has been made between manual and automatic snow depthmeasurements performed parallel on the same place but with different frequency. The instrumentthat has been evaluated is a SR50A Sonic Ranging Sensor mounted at a measuring station near theDepartment of Earth Sciences, Uppsala University. At the measuring station manual snow depthmeasurements are made once a day. The automatic snow depth measurements are made everyminute and an average is taken over a 10 minute interval.

The evaluation shows that the measuring results of both techniques follow each other very wellexcept for a more or less systematic difference. The Sonic Ranging Sensor gives in average 1.6 cmlarger snow depth which mostly is due to in uncertainty in the calibration of the instrument. Theresults clearly show a better resolution in the automatic snow depth measurements, although themanual measurements still show all significant changes of the snow coverage when it comes togrowth, compaction, maximum and minimum depth.

Raw data from the Sonic Ranging Sensor showed some large amplitude and small amplitudefluctuations that were implemented by uncertainty in the measurements. The quality of themeasurements have been determined either with the built in quality number of the instrument orfrom maximum and minimum snow depth measurements during each 10 minute interval. The factorsthat reduced the quality of the measurements was mainly snow fall, but also rain drops or driftingsnow reduced the quality. The sensitivity of the instrument due to the temperature difference in thelayer just above the snow surface was also evaluated, showing that the temperature measurementsthat currently are performed at 1.5 m height give good enough measuring results. The difference wasonly 0.14 cm in average if the temperature difference was taken into account when calculating thesnow depth.

Except for a systematic difference, drifting snow inside the measuring area was the factor givinglargest difference between manual and automatic snow depth measurements. To determine howrepresentative the snow coverage at the measuring station is compared to the local area, extramanual measurements were performed at a field near the station. The result shows that themeasuring station has a representative snow depth.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , 30 p.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 190
Keyword [en]
automatic snow depth measurements, ultra sound, Sonic Ranging Sensor
Keyword [sv]
snödjup, automatiska snödjupsmätningar, ultraljud, Sonic Ranging Sensor
National Category
Meteorology and Atmospheric Sciences Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-148875OAI: oai:DiVA.org:uu-148875DiVA: diva2:403245
Uppsok
Life Earth Science
Supervisors
Examiners
Available from: 2011-03-21 Created: 2011-03-11 Last updated: 2011-03-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Carpman_Utvärdering av automatiska snödjupsmätningar med en SR50 Sonic Ranging Sensor(2460 kB)413 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2460 kBChecksum SHA-512
82192671a4904e1f5b212b00da3e918da52822d520aa76e9895c7f9bcdfe8a562690c06667af62d32db33965b64f1cc8bb3c82afa0da5df73d441cf1efe5df8a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
LUVAL
Meteorology and Atmospheric SciencesPhysical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 413 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 376 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link