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粉雪知識 粉雪科學 · 第 2 回

粉雪科學(第 2 回):雪水比 SLR——一條可以量的乾雪線

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文章目錄4 節

上一回結尾留了一個工具:雪水比。這一回把它拆開。

定義

雪水比(snow-liquid ratio, SLR)= 降雪深度 ÷ 融化後的水量。

日本的寫法是 cm/mm:下了幾公分的雪,對應幾毫米的水。英文圈習慣寫成比例,10:1 表示 10 公分雪融成 1 公分水。兩種寫法是同一件事,換算時小心單位差十倍就好。

幾個參考點:

  • 全球平均大約在 13:1 附近
  • 日本氣象廳的乾雪線是 2.0 cm/mm,也就是 20:1
  • 被叫做「香檳粉」的那種雪,通常在 20:1 到 25:1 以上

誰決定它

主要是降雪當下的氣溫。這是 Roebber 等人在 2003 年那篇被廣泛引用的論文裡確立的結論,也是美國國家氣象局作業上使用單一溫度預測因子的理由。

物理鏈很短:氣溫低 → 雪花維持樹枝狀、不融合 → 堆疊時架出空隙 → 同樣的水堆出更高的雪 → 雪水比高。

濕度是次要因素。空氣越乾,落下途中的凇附(riming,過冷水滴凍在雪花上)越少,雪花越輕。凇附嚴重的雪花會變成一顆顆霰狀顆粒,堆起來又密又沉。

風不改變雪水比本身,但它會在雪落地之後把結晶打碎、重新壓實。所以雪水比高的一場雪,如果伴隨強風,落地後的雪面仍然可能是硬的——這是兩件要分開判斷的事,我們的模型也把它們分成不同的乘數。

為什麼不能從預報直接算

這是實作上最容易踩到的坑,值得單獨講。

多數天氣 API 都有「降雪量」這個欄位。看起來理所當然:拿它除以降水量就是雪水比。

但那個欄位通常不是觀測值,而是把降水量乘上一個固定比例換算出來的,常見是 7:1。於是不管當天是 −20 ℃ 還是 −1 ℃,你算出來的雪水比永遠是同一個數。

這代表:雪水比必須從氣溫模型推估,不能從降雪量欄位反推。 我們用的是 Kuchera 系列的作業型啟發式——它不是嚴謹的物理模式,是一條被氣象局實際用在作業上的經驗曲線,好處是只要一個溫度就能給出可用的估計。

也因為它是啟發式,我們在自家頁面上一律標明它是估計值,不是實測,也不是官方預報。

這一回可以帶走的三件事

  1. 雪水比 = 雪深 ÷ 水深;乾雪線 2.0 cm/mm(20:1)。
  2. 決定它的主要是降雪時的氣溫,濕度次之,風不影響它但會在落地後破壞雪面。
  3. 預報 API 的降雪量欄位多半內建固定比例,不能拿來反推雪水比。

下一回進入這個系列最需要講清楚的地方:把雪水比換算成 0–100 的「乾粉度」時,哪一段是別人公開的事實,哪一段是我們自己的推論。

想先看富良野的雪道與纜車數據,可以看富良野的雪道與纜車頁。

資料來源

  • 気象庁:雪水比による乾雪・湿雪の区分
  • Roebber et al. (2003), Improving snowfall forecasting by diagnosing snow density, Weather and Forecasting
  • NWS Kuchera snow-liquid ratio method(作業用啟發式)

雪水比乾粉度

關於這篇文章

雪水比 SLR 是什麼?

雪深除以融化後的水深。10 公分雪化出 1 公分水就是 10:1。日本習慣寫成 cm/mm,氣象廳的乾雪門檻是 2.0 cm/mm,等於 20:1。

為什麼不能直接用預報的降雪量算雪水比?

因為多數氣象 API 的降雪量欄位是拿降水量乘一個固定比例換算出來的,常見是 7:1。用它去除以降水量只會得到那個固定值,不含任何當天的乾濕資訊。

氣溫低到什麼程度才算適合乾雪?

降雪期間的地面氣溫在 −8 ℃ 以下時最容易出現高雪水比;接近 −2 ℃ 以上時雪水比會快速掉向濕雪那一端。這是趨勢不是保證,風與雲層條件都會改變結果。

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