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1、普通雨量器降水量觀測誤差的分析作者：許曉紅 張敬東 張德同 【論文關(guān)鍵詞】普通雨量器降水量觀測誤差分析 【論文摘要】本文分析了普通雨量器降水量觀測過程中引起降水量誤差的原因,并依據(jù)SL21—90《降水量觀測規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定對普通雨量器降水量觀測誤差的控制做了明確的要求，對基層測站的實際工作具有指導(dǎo)性作用?！ ?、導(dǎo)言 普通雨量器是使用時間最長，而且設(shè)置最廣泛的降水量觀測儀器，它采取了把自然降水量通過已知一定面積的承水口收集后導(dǎo)入儲水瓶，然后再將收集到的降水量用專用量杯量取的方法測取，所以它
2、構(gòu)造簡單，使用方便，是基層測站常用的降水量觀測儀器之一。但在觀測過程中和其它水文觀測項目一樣，由于受一些因素的影響難免存在一些觀測誤差，下面就其存在的誤差進行探討?！ ?、誤差來源 2.1濕潤誤差 普通雨量器的承雨器和儲水平內(nèi)壁對部分降雨的吸附造成的水量損失，稱濕潤誤差。濕潤誤差是負(fù)向系統(tǒng)誤差，使觀測的降水量系統(tǒng)偏小。濕潤誤差與雨量器的材料、結(jié)構(gòu)以及風(fēng)速、空氣濕度和氣溫有關(guān)。雨量器內(nèi)壁越光滑，口徑越小，承雨器濕潤面積越小，濕潤誤差越小。風(fēng)速大、濕度小、氣溫高，濕潤誤差就大?！ 駶櫿`差包括承
3、雨器和儲水瓶兩部分，用下式計算： △pω=（C1+C2）n(1) 式中：△pω—為等時段降雨量觀測的濕潤誤差（mm）； C1、C2—分別為承雨器和儲水瓶一次降水量觀測中的濕潤誤差（mm）； n—為該時段內(nèi)雨量器的濕潤次數(shù)?！ L21—90《降水量觀測規(guī)范》指出，每年降水量的濕潤損失一般為0.05—0.3mm，一年累計濕潤誤差可使降水量偏小2%左右；降微量小雨次數(shù)多的干旱地區(qū)，年濕潤損失可達10%?！ ?.2蒸發(fā)誤差5 降水停止到觀測時刻或降水間歇期間雨量器儲水瓶中水分蒸發(fā)造成的損失
4、，稱蒸發(fā)誤差。蒸發(fā)誤差屬負(fù)向系統(tǒng)誤差。蒸發(fā)誤差可用下式計算： Δpe=edhd+enhn（2） 式中Δpe—為時段降水觀測蒸發(fā)誤差（mm）； ed、en—分別為雨量器白天和夜間蒸發(fā)損失率（mm/h）； hd、hn—分別為時段降水觀測中白天和夜間的蒸發(fā)時間（h）?！ 〗邓^測蒸發(fā)損失與觀測站所處的區(qū)域的氣候條件有關(guān)，而且隨季節(jié)不同而變化，所以蒸發(fā)誤差的有關(guān)參數(shù)必須通過實驗確定，不可盲目借用。 SL21—90《降水量觀測規(guī)范》指出，蒸發(fā)損失量可占年降水量的1—4%?！ ?.3濺水誤差 較
5、大的落在地面上，可濺起0.3—0.4m高，并形成一層雨霧隨風(fēng)飄入雨量器內(nèi)，使觀測的降水量大于實際降水量，這項誤差稱為濺水誤差。濺水誤差屬于正向系統(tǒng)誤差?！ 嵺`證明帶風(fēng)圈的雨量器濺水誤差可使年降水量偏大1%?！ 〉孛嬗炅科鞯臑R水誤差可使年降水量偏大0.5—1%。 2.4動力誤差 風(fēng)對雨量器承受降水的干擾造成水量損失，稱動力誤差。動力誤差由飄溢現(xiàn)象產(chǎn)生。飄溢現(xiàn)象是指降雨或降雪時部分降雨或降雪不落入雨量器中的現(xiàn)象。飄溢現(xiàn)象主要是由于雨量器在大風(fēng)氣流中發(fā)生流嚴(yán)重變形而產(chǎn)生的，此時經(jīng)過雨量器上方的氣
6、流和雨點的跡線幾乎與地面平行，使雨滴飄走而不是落在雨量器內(nèi)，雪中的比重更小，因而飄溢現(xiàn)象更嚴(yán)重?！ 恿p失等于雨量器捕捉降水量與實際降水量之間的差值。由于觀測降水時多種因素影響，很難確定出實際降水量或真值降水量，而地面雨量器受風(fēng)的影響較小，也就是說，不管風(fēng)速有多大，地面風(fēng)速總為零。雨滴又總要活在地面上，所以在無雨是濺入和風(fēng)吹雪的干擾時，地面雨滴是捕捉的降水量接近實際降水量?！ ?.5儀器誤差 這里的儀器誤差，是儀器作為工廠的合格產(chǎn)品本身具有的誤差，不包括儀器現(xiàn)場安裝調(diào)試不合格、器口安裝不水平
7、等認(rèn)為原因產(chǎn)生的誤差。5 2.5.1承雨器環(huán)口直徑加工誤差 設(shè)實際降水量為p0，承雨器環(huán)口標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑為D0,含有加工誤差的直徑為D，由此觀測的降水量為p，由于 (3) 應(yīng)用權(quán)對標(biāo)準(zhǔn)差傳播體，得 S(p)=2S（D）（4） SL21—90《降水量觀測規(guī)范》規(guī)定，雨量器承雨器口內(nèi)徑采用200mm，允許誤差為0.6mm,相對誤差為0.3%，以此作為限差，得器口加工誤差標(biāo)準(zhǔn)差S（D）=0.15%，由此引起的降水量觀測誤差標(biāo)準(zhǔn)差為 S(p)=2S（D）=0.3% 當(dāng)降水量p=10mm時，承雨
8、器器口誤差引起的降水量誤差標(biāo)準(zhǔn)差S（p）=0.03mm。 2.5.2量雨杯示值誤差 量雨杯的內(nèi)徑為40mm，截面積為12.6mm2，承雨器截面積為314.2cm2，是量雨杯的25倍，亦即將雨器收集到的1mm深的降水倒入量雨杯內(nèi)，水柱則有25mm高；這就等于將降水深度放大了25倍，從而提高降水測量精度?！ ?.6測記誤差 SL21—90《降水量觀測規(guī)范》要求，降水量觀測要求記至0.1mm，其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差為0.029mm。 2.7其他誤差 觀測場距離建筑物或樹木太近、儀器承雨口不水平等，都可
