Snow Stratigraphy and Water Equivalence Measured With an Active Microwave System

Abstract

This paper reports on research on the relationship between the electromagnetic scattering properties and physical properties of snow-pack. An FM-CW active microwave radar system operating in the frequency range 8-12 GHz is used to scatter electromagnetic radiation from surface and subsurface stratigraphic layers in the snow-pack. The amplitude of the scattered radiation as a function of depth in the snow-pack can be correlated with such physical characteristics as density, hardness, stratigraphy, and moisture content. A direct determination of snow-pack water equivalence can be made from these observations. Cet article rapporte une recherche sur la relation entre les propriétés de dispersion électromagnétique et les propriétés physiques du manteau neigeux. Un systéme radar á micro-ondes actives FM-CW dans la gamme de fréquence 8-12 GHz est utilisé pour diss éminer une radiation électromagmétique it la surface et aux niveaux strati-graphiques inférieurs dans le manteau neigeuxg. L’amplitude de cette radiation dispersée en fonction de la profondeur de la neige peut être retié avec des caractéristiques physiques tels que la densité, la dureté, la stratigraphie et la teneur en eau liquide. Une détermination directe de l’équivalent en eau du manteau neigeux peut être tirée de ces observations. Die Arbeit berichlet von Untersuchungen Über die Bcziehung zwischen der Streuung elektromagnetischer Wellen in einer Schneedecke und deren physikalischen Eigenschaften. Zur Streuung elektromagnetischer Strahlung an oberflächlichen und tiefer gelegenen Schichten einer Schneedecke wurde ein aktives FM-CW-Mikrowellen-Radarsystem mit einem Frcqucnzbcreich von 8 bis 12 GHz benutzt. Die Amplitude der gestreuten Strahlung als Funktion der Tiefe in der Schneedecke kann mit physikalischen Parametern wie Dichte, Härte, Schichtung und Feuchtegehalt korreliert wrerden. Aus diesen Beobachtungen lässt sich der Wasserwert der Schneedecke direkt bestimmen.