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1、降 水 測 量（雨量）,氣象探測中心地面觀測室2011.6.15,概述介紹眾所周知的在地面站測量降水的方法。代表性在降水測量中是特別尖銳的問題。降水測量對儀器的安置、風(fēng)和地形等都非常敏感，而描述測量環(huán)境歷史沿革的資料對降水資料的用戶是至為重要的。如果在站網(wǎng)中使用相同的雨量器和相同的場地標(biāo)準(zhǔn)，那么，對降水資料的分析就會變得更容易和更可靠。這一點在設(shè)計站網(wǎng)時應(yīng)當(dāng)是主要的考慮因素。定義降水是從云中降落或從大氣沉降到地面的液態(tài)或

2、固態(tài)的水汽凝結(jié)物。包括：雨、雹、雪、露、霧凇、白霜和霧降水。在一段時間內(nèi)降落到地面的降水總量，用降水所覆蓋的水平地表面的垂直深度來表示（固態(tài)降水用水的當(dāng)量），降雪也可用覆蓋在平坦水平表面上的新雪深度來表示。,單位和標(biāo)尺降水的單位是長度單位。對液態(tài)降水通常以毫米為單位。日降水量應(yīng)當(dāng)讀到0.2mm，最好讀到0.1mm。周和月的降水總量，至少應(yīng)精確到1mm。日降水量的測量應(yīng)定時進(jìn)行。少于0.2mm的降水通常作為微量降水。降水率的單位用單位

3、時間內(nèi)的長度表示，通常為mm.hr-1。降雪測量以厘米及其十分位為單位，讀到0.2cm。少于0.2cm的降雪通常作為微量降雪。每日地面雪深的測量讀到厘米的整數(shù)位。氣象要求降水測量的準(zhǔn)確度、范圍和分辨率提出了要求，并規(guī)定5%為可達(dá)到的準(zhǔn)確度（置信度為95%）。就天氣和氣候應(yīng)用來說，一般觀測時次是每小時、每3小時和每日。對于某些應(yīng)用，要在非常短的時間去測量非常強的降水速率，就要求非常大的時間分辨率。對于某些應(yīng)用，可使用觀測間隔為數(shù)周

4、和數(shù)月的儲水式雨量器。,降水的測量方法儀器雨量器是測量降水最常用的儀器，通常是一個有垂直周邊的開口承水器，承水器為正圓筒，如主要用來測雨，需用一個漏斗與之連接。各個國家所使用雨量器受水口的形狀、尺寸以及雨量筒高度，各不相同，因此，其測量值不具有嚴(yán)格的可比性。對收集到的降水要進(jìn)行體積或重量測量，重量測量特別適合于固體降水。雨量器受水口離地面的高度可在規(guī)定的高度中選取一種，也可與周圍地表齊平。受水口應(yīng)安置在預(yù)計的最大積雪深度之上，同時還

5、應(yīng)在地面反濺水可能到達(dá)的高度之上。對固體降水測量，受水口要高出地面，并在周圍設(shè)置人工防風(fēng)圈。降水測量對儀器的安置，特別是對風(fēng)非常敏感。討論雨量器的安置問題，討論雨量器測量降水的誤差和可用的修正。,降水的點測量結(jié)果是進(jìn)行區(qū)域分析的基本數(shù)據(jù)源。然而，即使在某一點上最好的降水測量也只能代表一個有限的區(qū)域，這個區(qū)域的大小是資料累積期的長短、該區(qū)域自然地理的均勻性、當(dāng)?shù)氐牡匦我约爱a(chǎn)生降水的過程等的函數(shù)。用雷達(dá)和近年用衛(wèi)星來定性和定量確定降水的空

6、間分布。原理上，把三種區(qū)域性降水資料適當(dāng)?shù)鼐C合成國家降水網(wǎng)絡(luò)（自動雨量器、雷達(dá)和衛(wèi)星），有望給使用大范圍降水資料的用戶提供足夠精確的業(yè)務(wù)區(qū)域降水估計。檢測降水與鑒別降水類型的儀器不同于測量降水量的儀器。它們作為現(xiàn)在天氣現(xiàn)象監(jiān)測器。,標(biāo)準(zhǔn)雨量器和相互比對幾種類型的雨量器已用作標(biāo)準(zhǔn)雨量器。這些雨量器的主要設(shè)計特點是減少或控制風(fēng)對降水捕捉率的影響，這種影響是造成不同雨量器性能各異的最嚴(yán)重的原因。受水口與地面齊平的雨量器已用作測量液體降水

7、的標(biāo)準(zhǔn)雨量器（）。由于不存在風(fēng)引起的誤差，這種雨量器所收集的降水量比高于地面的雨量器要多（WMO，1984）。將雨量器放置在坑內(nèi)，雨量器的口與地面齊平。雨量器與坑邊要有足夠的距離，以防雨水濺入。用高強度塑料或金屬做成的（中央開口以放入雨量器）防濺網(wǎng)跨架在坑口，坑內(nèi)要有排除積水的設(shè)備。WMO（1984）給出了這種坑式雨量器的設(shè)計圖。用于固體降水測量的標(biāo)準(zhǔn)雨量器，稱之為雙柵式比對用標(biāo)準(zhǔn)（DFIR）。這種標(biāo)準(zhǔn)雨量器是在已有偏斜防風(fēng)圈的Tre

8、tyakov雨量器的四周圍以八角形的雙層垂直柵欄。其設(shè)計圖和說明已由Goodison, Sevruk and Klemm(1989)，WMO（1985)，在WMO關(guān)于固體降水測量器的比對結(jié)果報告中給出（Goodison等，將出版）。在附錄6.A①中給出了用標(biāo)準(zhǔn)雨量器與雨量器進(jìn)行比對的建議。。,,歷史資料與檔案降水測量對雨量器的安置特別敏感。為了更好地進(jìn)行氣候研究，必須詳細(xì)記錄測量方面的變化資料，并匯編成測站的歷史沿革材料。討論

9、場地的資料，這就是場地的詳細(xì)描述，包括：雨量器周圍主要障礙物的仰角，雨量器的外形，雨量器受水口離地高度以及測風(fēng)儀器的離地高度。觀測方法上的任何改變也必須記錄存檔。選址與安置任何測量降水的方法都是為了獲取在所要代表的區(qū)域（無論是天氣尺度、中尺度或小尺度）真實降水的有代表性的樣本。場地的選擇和測量的系統(tǒng)誤差一樣都是重要的。最貼近場地周圍的風(fēng)場的影響可引起當(dāng)?shù)亟邓康脑龆嗷驕p少。通常，雨量器離障礙物的距離應(yīng)大于障礙物與雨量器受水口高度

10、差的兩倍以上。對每一場地，應(yīng)當(dāng)估算其障礙物的平均仰角，并繪制平面圖。場地不宜選擇在斜坡或建筑物的頂部。測量降雪和/或積雪的地點應(yīng)當(dāng)盡量選在避風(fēng)的地方，最好的地點是在樹林或果園中的空曠地方，或在樹叢或灌木叢間的空曠地方，或者在有其它物體能對各個方向的來風(fēng)起到有效屏障的地方。然而，對液態(tài)降水，采用與地面齊平的雨量器可以有效地減少風(fēng)的影響和場地對風(fēng)的影響，或采用下列方法使氣流在雨量器受水口上方水平流動。這些方法，按其效果大小排列如下：（a

11、）將雨量器安裝在有稠密而均勻的植被的地方。植被應(yīng)當(dāng)經(jīng)常修剪，使其高度與雨量器受水口高度保持相同；（b）在其它地方，可采用合適的圍欄造成類似（a）的效果；（c）在雨量器周圍裝防風(fēng)圈。雨量器周圍地表可用短草覆蓋，或用礫石或卵石鋪蓋，但應(yīng)避免象整塊混凝土那樣堅硬而平整的地面，以防止過多的雨水濺入。,非自記雨量器非自記或人工測量降水方法是需要由觀測員作測量的方法。 普通雨量器儀器通常使用的雨量器包括一個集水器，它置于漏斗的上方，漏

12、斗則導(dǎo)向儲水器，兩次觀測之間累積的水及融化的雪水就貯存在儲水器中。在固體降水很經(jīng)常并很重要的地方，要對雨量器作一些特殊的改動以提高測量的準(zhǔn)確度。這些改動包括在雪季開始的時候，取下雨量器漏斗或準(zhǔn)備一個特殊的雪十字架以防止落入的雪被風(fēng)吹走。雨量器周圍安置防風(fēng)圈能減少因雨量器上方風(fēng)場變形及吹雪所導(dǎo)致的誤差。對降雨尤其是降雪建議使用防風(fēng)圈。已有多種雨量器采用了防風(fēng)圈（參見WMO1989a）。水儲存在量器中可直接測量，或從儲水器中倒入一量器中進(jìn)

13、行測量，或者用一根有刻度的尺直接測量儲水器中的水深。對液態(tài)降水來說，集水器受水口尺寸的大小并不是關(guān)鍵，但如果固態(tài)降水的量比較大，則需要至少是面積為200cm2的，200cm2—500cm2的雨量器是最為適用的。對雨量器的主要要求如下：（a）集水器受水口的邊緣必須尖銳，內(nèi)壁垂直，外壁陡斜。用于測量降雪的雨量器，在設(shè)計上，要使?jié)裱┰谑芩谶吘壊灰追e聚，以免受水口口徑因之變?。唬╞）要知道受水口的面積，其誤差應(yīng)不大于0.5%，正常使用條件

14、下，結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證受水口面積保持不變；,（c）集水器的設(shè)計應(yīng)當(dāng)防止水的濺入或濺出，對此可以通過足夠深的垂直壁和傾斜角度足夠大的漏斗（至少45°）來達(dá)到。下圖給出了合適的設(shè)計；合適的雨量器集水器（d）構(gòu)造上應(yīng)盡量減少沾濕誤差；（e）儲水器的進(jìn)水口要小，并應(yīng)有效防止輻射以減少蒸發(fā)的損失。量筒應(yīng)當(dāng)用具有合適熱膨脹系數(shù)的透明玻璃或塑料制成，并應(yīng)清楚地標(biāo)明它所適用的雨量器類型和尺寸。其直徑應(yīng)小于雨量器受水口直徑的33%，直徑越小，

15、測量精確度越高?？潭葢?yīng)精細(xì)，一般來說，每隔0.2mm刻線，在整毫米刻線處要清楚地標(biāo)明數(shù)字。也可以是每隔0.1mm刻線。2mm或大于2mm的標(biāo)度最大誤差不應(yīng)超過±0.05mm，小于2mm的標(biāo)度最大誤差不應(yīng)超過±0.02mm。測量小的降水量時，如想獲得合適的精確度，可將量筒底部的內(nèi)直徑逐漸變小。為避免視線誤差，讀數(shù)時應(yīng)使量筒保持垂直，并以量筒內(nèi)水彎液面的底部作為水面位置。重復(fù)讀取量筒背面的主要刻度線有助于減少此類誤差。

16、量尺材料應(yīng)采用杉木或其他一些吸水不明顯的毛細(xì)作用小的合適材料。如果儲水器中已加入抑制蒸發(fā)的油，則木制量尺就不適用，在這種情況下，可以采用金屬或其他便于除去油污的材料制成的量尺。非金屬量尺應(yīng)有一個黃銅底腳以避免磨損，并應(yīng)根據(jù)雨量器受水口與儲水器橫截面的相對面積來刻度，至少每隔10mm標(biāo)以數(shù)字，并應(yīng)包括放入量尺時其本身所帶來的修正量。量尺刻度任意點的最大誤差不能超過±0.05mm。只要有可能，應(yīng)當(dāng)用容積測量法來檢驗量尺的測量結(jié)果

17、。,,（d）構(gòu)造上應(yīng)盡量減少沾濕誤差；（e）儲水器的進(jìn)水口要小，并應(yīng)有效防止輻射以減少蒸發(fā)的損失。量筒應(yīng)當(dāng)用具有合適熱膨脹系數(shù)的透明玻璃或塑料制成，并應(yīng)清楚地標(biāo)明它所適用的雨量器類型和尺寸。其直徑應(yīng)小于雨量器受水口直徑的33%，直徑越小，測量精確度越高。刻度應(yīng)精細(xì)，一般來說，每隔0.2mm刻線，在整毫米刻線處要清楚地標(biāo)明數(shù)字。也可以是每隔0.1mm刻線。2mm或大于2mm的標(biāo)度最大誤差不應(yīng)超過±0.05mm，小于2mm的標(biāo)

18、度最大誤差不應(yīng)超過±0.02mm。測量小的降水量時，如想獲得合適的精確度，可將量筒底部的內(nèi)直徑逐漸變小。為避免視線誤差，讀數(shù)時應(yīng)使量筒保持垂直，并以量筒內(nèi)水彎液面的底部作為水面位置。重復(fù)讀取量筒背面的主要刻度線有助于減少此類誤差。量尺材料應(yīng)采用杉木或其他一些吸水不明顯的毛細(xì)作用小的合適材料。如果儲水器中已加入抑制蒸發(fā)的油，則木制量尺就不適用，在這種情況下，可以采用金屬或其他便于除去油污的材料制成的量尺。非金屬量尺應(yīng)有一個黃

19、銅底腳以避免磨損，并應(yīng)根據(jù)雨量器受水口與儲水器橫截面的相對面積來刻度，至少每隔10mm標(biāo)以數(shù)字，并應(yīng)包括放入量尺時其本身所帶來的修正量。量尺刻度任意點的最大誤差不能超過±0.05mm。只要有可能，應(yīng)當(dāng)用容積測量法來檢驗量尺的測量結(jié)果。,常規(guī)氣象儀器（人工） SDM6型、SDM6A型雨量器概述雨量器是用來收集降水的專用器具，并通過與之配套的雨量量筒，用來測定以毫米為單位的降水量。SDM6型雨量器為傳統(tǒng)產(chǎn)品，承水

20、口使用鑄銅件，筒身、大漏斗使用鍍鋅鐵板錫焊成型。SDM6A型雨量器，整體結(jié)構(gòu)采用不銹鋼材料，造型美觀大方、耐候性好，使用壽命更長。,,,,,,,技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)SDM6型SDM6A型承水口面積314cm2承水口內(nèi)徑φ200+0.6 0mm雨量量筒的標(biāo)度范圍0.05mm～10mm雨量量筒的最小分度0.1mm儲水器的容量2000mL～2500mL正常工作環(huán)境條件-50℃～45℃外形尺寸φ210mm×792mm

21、、φ225mm×770mm重量3.8kg 、4.7kg,注：設(shè)計與計算設(shè)有20CM口徑量杯,只知道降水量重為376.8克,那降水量是12.0MMM=ρV ρ為水的密度,1g/cm^3V=Sh=M/ρ S=πr^2h=V/S,,操作讀數(shù)時，應(yīng)使量筒保持垂直，觀測者應(yīng)注意視線誤差。每次觀測后，應(yīng)立即對非自記雨量器收集到的雪立刻進(jìn)行稱重或?qū)⑵淙诨?，再用有刻度線的量筒進(jìn)行測量。也可以一起稱重，這是有若干優(yōu)點的方

22、法。先稱出儲水器和水的總重量，再減去儲水器的已知重量。這種方法沒有水濺出的危險，并且任何附著在筒壁上的水也包括在所稱的重量之中，這是很普通的方法，簡易可行。校準(zhǔn)與維護(hù)無論選擇何種尺寸的集水器，量筒或量尺的刻度都應(yīng)與之相匹配。雨量器的校準(zhǔn)包括檢查雨量器受水口的直徑并確保它在允許的誤差范圍內(nèi)。校準(zhǔn)還包括對量筒或量尺的容量值檢查。常規(guī)維護(hù)應(yīng)當(dāng)包括：隨時對雨量器的水平狀態(tài)進(jìn)行檢查，以防超出限度（參見Rinehart，1983和Sevruk

23、，1984）；外儲水器及刻度在任何時候都要使其內(nèi)外部分保持干凈，這可通過使用長柄刷、肥皂水和清水洗刷達(dá)到，應(yīng)當(dāng)按要求更換破損部件；在有可能的地方，雨量器周圍的植被應(yīng)當(dāng)修剪到5cm高；應(yīng)對儀器的安置狀況進(jìn)行檢查并作出記錄。,,儲水式雨量器儲水式雨量器是在遙遠(yuǎn)和人跡罕至地區(qū)用于測量整個季節(jié)的總降水量。這種雨量器包括帶漏斗的集水器，漏斗導(dǎo)向一個能足夠儲存整個季節(jié)降水量的大的儲水器（或者是多雨地區(qū)的月總量）。為減少蒸發(fā)，應(yīng)在儲水器內(nèi)放入一層厚

24、度不小于5毫米的合適的油或其它蒸發(fā)抑制劑以減少水分蒸發(fā)（WMO 1972），降水應(yīng)能順暢地通過油層并沉降到油層下的防凍溶液中。為使落入雨量器中的雪變?yōu)橐簯B(tài)，應(yīng)在儲水器中加入防凍液。防凍液要保持均勻分散狀態(tài)。按重量計算，將37.5%的商品氯化鈣（純度78%）和62.5%的水混合配成效果滿意的防凍液。乙二醇的水溶液或乙二醇與甲醇混合的水溶液也可以選用。后者價格較高，但腐蝕性比氯化鈣小，而且在雨水混入后其防凍液濃度變低時，仍能保持其防凍作用

25、。最初放入儲水器中的溶液容量應(yīng)不超過雨量器總?cè)萘康?3%。,,在一些國家，這種防凍液和油被認(rèn)為是有毒的消耗品，是有害于環(huán)境的。應(yīng)從當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)機構(gòu)取得處理這些有毒物質(zhì)的指導(dǎo)準(zhǔn)則。將儲水器內(nèi)收集到的降水通過用稱重或測容積就可得到季節(jié)性降水量，測量容積時，應(yīng)仔細(xì)考慮季初放入儲水器中的油和防凍液的容量以及液體的收縮。可以像普通雨量器一樣施加修正。在邊遠(yuǎn)地區(qū)儲水式雨量器的使用和維護(hù)面臨著一些問題，如雨量器被雪覆蓋，對自記測量的雨量器的位置難

26、以找到等，這些都需要實施專門的管理。對這些雨量器的數(shù)據(jù)作質(zhì)量評估時要特別注意。,,雨量器的誤差與修正誤差與修正在某種程度上適用于大多數(shù)雨量器，包括自記的和非自記的儀器。修正下述部分的或全部的誤差項，可以估算降水量的真實值：（a）在雨量器受水口上方，由于系統(tǒng)的風(fēng)場變形而導(dǎo)致的誤差，一般對降雨為2%—10%，對降雪為10%—50%；（b）由于沾濕集水器內(nèi)壁導(dǎo)致的沾濕誤差；（c）倒空儲水器時導(dǎo)致的沾濕誤差，b、c兩項加起來，一般夏季

27、為2%—15%，冬季為1%—8%；（d）儲水器內(nèi)水分蒸發(fā)導(dǎo)致的誤差（在炎熱氣候條件下尤為重要）為0%—4%；（e）由于吹雪或飄雪導(dǎo)致的誤差；（f）濺入的或濺出的水導(dǎo)致的誤差，為1%—2%；（g）隨機誤差和儀器誤差。前6項誤差是系統(tǒng)性誤差，是按其重要性順序排列的。由吹雪或飄雪，以及濺入的或濺出的水導(dǎo)致的凈誤差可正可負(fù)，而由風(fēng)場變形或其他因素導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差為負(fù)值。由于e項和f項的誤差值難以量化，對大多數(shù)雨量器的數(shù)據(jù)調(diào)整的一般模式采

28、用以下形式：其中，為調(diào)整后的降水量，為風(fēng)場變形影響的調(diào)整系數(shù)，為集水器收集到的降水量，為雨量器測量到的降水量，為集水器內(nèi)壁沾濕損失的調(diào)節(jié)量，為儲水器倒空后沾濕損失的調(diào)節(jié)量；為儲水器內(nèi)蒸發(fā)損失的調(diào)節(jié)量。這些修正用于日降水總量或月降水總量的測算，或在某些場合中，也可用于單次降水的測算。,,自記雨量計降水量自動記錄比人工觀測有更好的時間分辨率，而且也能減少蒸發(fā)和沾濕誤差。自記雨量計當(dāng)然也受風(fēng)的影響。在一般應(yīng)用中，有3種形式的自記雨量計

29、：稱重式雨量計、翻斗式雨量計和浮子式雨量計。只有稱重式自記雨量計適用于所有類型的降水記錄，其他兩種在大多數(shù)情況下只適用于降雨量測量。,,稱重式自記雨量計 儀器這種儀器利用一個彈簧裝置或一個重量平衡系統(tǒng)，將儲水器連同其中積存的降水的總重量作連續(xù)記錄。所有降水，包括固體和液體形式，在其降落時就記錄下來。這種雨量計通常沒有自動倒水的裝置，其容積（在倒水前的最大蓄積量）相當(dāng)于量程從150mm到750mm。這類雨量計必須使之保持最小的

30、蒸發(fā)損失，為達(dá)到此目的，可向儲水器內(nèi)添加足夠的油或其他蒸發(fā)抑制液，在水面上形成一層薄膜。由于強風(fēng)破壞平衡而引起的困難，可通過一種油阻尼裝置予以減少，或者假如目前的工作已有實質(zhì)性進(jìn)展，就可以設(shè)計一個合適的微處理器從讀數(shù)上消除這種影響。因為對固體降水在記錄前不要求融化，因此稱重式自記雨量計特別適用于記錄雪、冰雹、雨夾雪。冬季到來前，須向儲水容器內(nèi)注入防凍液（見6.3.2節(jié)）以融化固體降水。防凍液的用量要依據(jù)預(yù)測降水量的多少以及預(yù)測在最小濃度

31、時的最低溫度來決定。用校準(zhǔn)的彈簧對集水器作重量測量，通過一組杠桿或滑輪把垂直位移變?yōu)榻俏灰疲偻ㄟ^機械把角位移傳遞到自記鐘鐘筒或帶狀記錄紙上，或通過轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化記錄。這些類型的雨量計的準(zhǔn)確度與它們的測量和/或記錄特性有直接關(guān)系，這些特性由于制造廠家不同而有所不同。,,,,,DSH1型全天候稱重降水量計概述DSH1型全天候稱重降水量計是高精度的降雨、降雪測量儀器，通過附加的光學(xué)探測傳感器，能準(zhǔn)確分辨出溫度、風(fēng)、塵、沙等對觀測數(shù)據(jù)

32、的影響，消除虛假數(shù)據(jù)，保證測量準(zhǔn)確性。具有測量精度高、穩(wěn)定性好、維護(hù)方便，可對溫度和風(fēng)的噪聲進(jìn)行過濾等特點，廣泛應(yīng)用于氣象、環(huán)保、農(nóng)業(yè)及交通等領(lǐng)域。技術(shù)參數(shù)容量： 406mm靈 敏 度： 0.01mm分 辨 力： 0.01mm最大允許誤差： ±0.1mm入水口直徑： φ203mm工作溫度范圍： -35℃ ～

33、 50℃電源要求： 12 V DC 15 mA平均電流外形尺寸： φ254mm×762mm,,翻斗雨量計翻斗雨量計適用于降雨率和降雨累計總量的測定，降雨率的測定可達(dá)200mm.hr-1甚至更高。6.5.2.1儀器這種儀器的工作原理很簡單。一個分隔成兩部分的輕金屬容器或斗，置于一個水平軸上并處于不穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。在其正常位置時，斗應(yīng)?？吭趦蓚€定位銷之一上，定位銷使斗不致完全翻轉(zhuǎn)

34、。雨水由集水器導(dǎo)入斗的上部，設(shè)定的雨量進(jìn)入斗的上部分后，斗變得不穩(wěn)定并傾倒至另一?？课恢谩６返膬刹糠衷O(shè)計成這樣一種形式：雨水會從斗的較低部分流空，與此同時，繼續(xù)降落的雨水落入剛進(jìn)入位置的斗的上部。隨著斗的翻轉(zhuǎn)運動可用以操作一個繼電器開關(guān)，使之產(chǎn)生一個由不連續(xù)的步進(jìn)脈沖構(gòu)成的記錄，記錄上每一步的距離代表技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的小量降雨發(fā)生的時間。如果需要詳細(xì)的記錄，規(guī)定的雨量不應(yīng)超過0.2mm。翻斗的翻轉(zhuǎn)需要短暫而有限的時間。在其翻轉(zhuǎn)的前半段時間

35、，可能會有額外的雨水流入已經(jīng)容納規(guī)定雨量的斗內(nèi)。在大雨時（250mm.hr-1），這一誤差十分顯著。但這種誤差是可以控制的，最簡單的方法是在漏斗底部安裝一個類似虹吸管的裝置引導(dǎo)雨水以可控的速率流入斗內(nèi)。這會平滑掉短時降水強度的峰值。此外，還可附加一個裝置以加快斗的翻轉(zhuǎn)過程；主要是利用一個小薄片受到從集水器注入的雨水沖擊，從而給斗施加一個隨降雨強度而變化的額外的力。因為翻斗雨量計適合于數(shù)字化方法，所以對自動天氣站特別方便。由觸點閉合所產(chǎn)

36、生的脈沖，能用數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行監(jiān)測，還能對選擇時段的脈沖進(jìn)行合計以提供降水量值。翻斗雨量計也可采用圖形記錄器。,,,概述雨量傳感器用來測量降雨量及降雨強度。采用單翻斗式技術(shù)原理，其輸出的開關(guān)信號，通過電纜直接與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，適用于自動氣象站及雨量站使用。·SL2-1型雨量傳感器，測量分辨力為0.1mm感量，系引進(jìn)德國先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，具有測量精度高，測量數(shù)據(jù)可靠等特點，是當(dāng)今世界各國廣泛采用的雨量測量裝置。·SL

37、2-1A型雨量傳感器，測量分辨力為0.1mm感量，配有加熱系統(tǒng)，可用于冬季測量降雨及降雪。·SL2-2型雨量傳感器，測量分辨力為0.2mm感量，已獲得國家實用新型專利，填補了我國0.2mm感量單翻斗雨量傳感器的空白。,,,浮子式雨量計在這類雨量計中，雨水流入裝有浮子的浮子室中，當(dāng)浮子室內(nèi)的水面上升時，浮子隨水面升高而垂直移動，通過適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)帶動自記筆在自記紙上移動。通過對集水器受水口、浮子、浮子室三者大小的調(diào)整，任何樣式的

38、自記紙都可以采用。為了提供一個有用時段（一般要求24小時）的記錄，或者是將浮子室做得很大（在這種情況下使得自記紙的比例壓縮），或者是提供一種機制，當(dāng)浮子室內(nèi)水滿時能自動快速地將水排盡，使自記筆回到自記紙的底線上。通常是采用虹吸管方式。實際的虹吸過程應(yīng)該在預(yù)定的水位上精確地開始，在虹吸過程的開始或結(jié)束，都不能有水的滴漏，一次虹吸過程的時間應(yīng)不超過15秒。在有些儀器中，浮子室組件安裝在刀口上，使裝滿水的浮子室失衡，而水的涌動促進(jìn)了虹吸過程

39、，當(dāng)浮子室排空后，浮子室會回復(fù)到原來的位置。有的自記雨量計有一個強迫虹吸裝置，虹吸過程不超過5秒鐘。有一種強迫虹吸裝置是具有一個與主浮子室分開的小室，用來收集在虹吸過程中繼續(xù)降落的雨水，待虹吸過程結(jié)束后將水排入主浮子室中，以保證降雨總量的正確記錄。在冬季，如果浮子室內(nèi)收集的水有結(jié)冰的可能性，則有必要在雨量計內(nèi)部安裝加熱裝置（最好用恒溫儀控制）。這樣可使浮子和浮子室免受損害，并使在結(jié)冰期間的降雨量仍得以記錄下來。在有電源的地方，用小型加

40、熱器或電燈就很合適，沒有電源的地方需要用另外的能源。一種簡便方法是利用一段短的加熱絲纏繞在集水器四周，并與大容量電池相連接。提供的熱能必須保持在能防止結(jié)冰的最低需要水平，因為熱量能使雨量計上方空氣產(chǎn)生垂直運動和增加蒸發(fā)損失，從而降低觀測的準(zhǔn)確度。由于風(fēng)和融雪的蒸發(fā)，沒有防風(fēng)圈的加熱式雨量計的捕捉率會大大偏低，這在一些國家已有報道。,概述（國產(chǎn)、機械式）虹吸式雨量計用于連續(xù)記錄液態(tài)降水量，并可用來測定降水強度和降水起止時間，適用于水文

41、、氣象等行業(yè)使用。DSJ2型虹吸式雨量計為傳統(tǒng)產(chǎn)品，承水口使用鑄銅件，筒身使用鍍鋅鐵板錫焊成型。DSJ2A型虹吸式雨量計除保留DSJ2型虹吸式雨量計全部技術(shù)特點外，外殼選用不銹鋼和PC/PE材料，其耐候性更好、美觀、大方，已獲得國家外觀設(shè)計專利。,,,,參,,露、積冰和霧降水的測量露和葉片濕潤程度的測量露的生成主要是在夜間，雖然量不大且隨地點不同而變化，但在干燥地區(qū)卻很重要。在非常干燥的地區(qū)，凝露的量可能與降水的量相當(dāng)。植物葉片暴

42、露在由露、霧和降水形成的液體水分中，對于植物病害、昆蟲活動以及作物收割和加工處理等起著重要的作用。為了評價露在水文學(xué)方面的作用，區(qū)別露的形成是很有必要的。（a）由于大氣中的水分向下輸送，而在冷卻的物體表面凝結(jié)成的露，稱為“降露”。（b）從土壤和植物蒸發(fā)的水汽在冷卻的物體表面凝結(jié)成的露，稱為“蒸餾露”。（c）由葉片滲出的水所凝結(jié)成的露，稱為“吐水露”。這三種形式的露可同時作用并形成觀測的露。但只有第一種對地表面提供了外加的水，而

43、第三種通常造成水的凈損失。此外還有一種水分源是由霧或云中的細(xì)小水滴形成的并被葉片和細(xì)枝收集后滴落或順著枝干流到地面。所有形式的露降水有時稱為“神秘的降水”。在規(guī)定時間內(nèi)，在給定的表面上所生成的露，通常以kg·m-2或以露厚mm為單位表示。露量的測量應(yīng)盡可能準(zhǔn)確到0.1mm。葉片的濕潤程度可以描述為輕、中、重，但最重要的測量是其開始時間或持續(xù)時間。,,積冰的測量幾種現(xiàn)象可導(dǎo)致冰在物體表面累積。冷凍降水形成的積冰稱為雨凇，這

44、種形態(tài)的冰最具破壞性。它可以對樹、灌木、電話線路及供電線路等造成多方面的破壞，還會使道路和機場跑道處于一種危險狀態(tài)。白霜（通常稱之為霜）是露點溫度在冰點以下的空氣冷卻至飽和狀態(tài)而形成的。白霜通常是由直接凝華在小直徑物體（如樹枝、植物莖干、葉片邊緣、線、桿等）上而形成的連結(jié)狀冰晶的沉積。霧凇是一種白色或乳白色的不透明冰粒沉降物，它是過冷卻水滴接觸到暴露物體時快速凍結(jié)而形成的。,路面上的冰為了支持路面警報工作和路面維護(hù)工作，用于檢測和

45、說明路面和跑道上結(jié)冰狀況的傳感器已研發(fā)并用于業(yè)務(wù)。采用組合的測量，可以檢測濕雪和干雪及各種形式的冰。首先是采用埋入路面并與路面齊平的兩個電極，作為用來測量路面導(dǎo)電率的傳感器，它能很快地區(qū)別干燥和潮濕的路面。第二種是離子極化率測量法，它能測定表面載電荷的能力；給一對電極以短時間少量充電后，用同一對電極測量殘存電荷，當(dāng)有帶自由離子的電解質(zhì)（如鹽水）時，殘存電荷就多。對極化率和導(dǎo)電率都進(jìn)行測量就可能區(qū)分干燥、潮濕和有水的表面，以及霜、雪、白

46、冰及某些除冰的化學(xué)制劑。但是，非結(jié)晶的黑冰的導(dǎo)電率在某些條件下與水不易分辨，因此用這兩種傳感器都不能檢測出危險的黑冰。要解決這一問題就要在這個系統(tǒng)中增加第三種專用的電容測量裝置以檢測具有獨特結(jié)構(gòu)的黑冰。,,霧降水的測量霧由在地面以上的懸浮在大氣中的微小水滴組成的云狀物。霧滴的直徑大約在1—40μm，下降速度從小于1cm s-1到接近5cm s-1。事實上，霧滴的下降速度很慢，以致于微風(fēng)就可以讓水滴作近似的水平運動。在霧形成的時候，水平

47、能見度一般低于5km，當(dāng)溫度與露點之差超過2℃時很少能觀測到霧。,降雪和積雪的測量降雪是指在一段時間內(nèi)（一般24小時）降落的新雪深度，但不包括飄雪和吹雪。為了測量深度，雪這一名詞還應(yīng)包括直接或間接地由降水形成的冰丸、雨凇、冰雹和片冰。雪深通常指觀測時地面上雪的總深度。積雪的水當(dāng)量是融化積雪而得到的水的垂直深度。,,降雪深度在開闊地上的新雪深度用有刻度的直尺或標(biāo)尺作直接測量。為了得到一個有代表性的平均值，應(yīng)當(dāng)在認(rèn)為沒有吹雪的地方進(jìn)行

48、次數(shù)足夠的垂直測量。,,積雪深度的直接測量將雪尺或有同樣刻度的測桿插入雪中至地表面來進(jìn)行地面積雪深度的測量。在開闊地帶，由于積雪被風(fēng)吹起而重新分布，加之下面可能埋有冰層，使得雪尺不能插入，用這種方法去獲取有代表性的雪深測量會有些困難。要注意確保測出總深度，包括可能存在的冰層深度。在每個觀測站要作多次測量并取其平均。,,雪水當(dāng)量的直接測量測量水當(dāng)量的標(biāo)準(zhǔn)方法是用采雪管采出樣芯并稱其重量。這是很多國家測量水當(dāng)量的常用方法，是雪測量的基礎(chǔ)

49、。這個方法包括：既可融化每一樣本并測量其液體重量，也可以稱取凍結(jié)的樣本重量?？梢杂媒?jīng)過測量的定量熱水或熱源來融化樣本。,,雪枕各種材料制作的大小不同的雪枕，可用于測量枕上的積雪重量。最普通的雪枕是用橡膠材料制成的直徑為3.7m的圓而扁平的容器，其中充有甲醇與水混合的或甲醇-乙醇-水溶液的防凍液。雪枕安裝在地面上，與地齊平，或者埋在一薄層土或砂下。為了避免雪枕受損壞和使積雪保持其自然狀態(tài)，最好在安置場地周圍用柵欄圍住。,,放射性同位素雪