自动观测与人工观测的短历时雨量差异分析

利用湖北省内黄石等11个国家气象站2005—2007年自动观测、人工观测同期分钟雨量数据,分别逐年滑动提取5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 min这11个短历时的最大雨量值及开始时间。从时间偏差、雨量偏差、设定时间偏差范围三方面分析两种观测下的短历时雨量差异,并利用分析结果建立了自动观测、人工观测短历时雨量关系方程。结果表明:(1)从自动观测、人工观测分钟数据中提取短历时雨量时,对降水过程判断基本一致,选取同一降水过程,各降水历时70%以上样本数据的开始时间偏差基本在0~10 min。(2)各历时自动观测、人工观测短历时雨量提取结果比较吻合,两者雨量偏差范围在±10%以内的情况占样本总数的68.6%,且自动较人工观测短历时雨量偏大的情况居多,占样本总数的60.9%。(3)设定时间偏差范围为0~5 min,自动观测、人工观测短历时雨量提取结果非常吻合。将时间偏差缩小到0~2 min,吻合度进一步提高。(4)分别建立了11个降水历时自动观测、人工观测短历时雨量关系方程,两套数据相关系数达到0.92以上,自动观测、人工观测短历时雨量变化非常一致。     

贵阳站自动与人工观测降水量差异分析

利用贵阳基准站2004—2020年17 a的自动翻斗雨量器、人工雨量筒、虹吸雨量计降水量资料,对3种观测方式的年、月、日降水量偏差程度及自动与虹吸自记观测小时降水量差值进行分析。结果表明：自动比人工、虹吸自记观测降水量偏大,偏差集中在±5%以内,人工与虹吸自记观测降水量偏差最小。日降水量≤10 mm的天数占总降水日数的75.2%,其中自动与人工雨量观测偏差超常的天数占6.8%;剩余日降水量＞10 mm的天数中自动与人工雨量观测偏差超常的天数占26.6%。自动与虹吸自记观测小时降水量偏差超常时的差值绝对值与小时降水量呈高度正相关。     

自记与自动观测降雨量的差异及相关分析

利用2004—2007年同时使用雨量计（自记）与雨量传感器（自动）观测的54站其中1年的平行观测日降雨量资料,通过对比差值、相关系数分析两者的差异及相关性。结果表明：双翻斗式遥测雨量计自记观测比双翻斗雨量传感器自动观测的日降雨量平均偏小0.12 mm,标准差为0.93 mm。虹吸式雨量计自记观测比双翻斗雨量传感器自动观测的日降雨量平均偏小0.39 mm,标准差为1.5 mm。自动观测降雨量对雨日有一定的影响,两者存在一定的系统偏差。双翻斗式遥测雨量计、虹吸式雨量计与双翻斗雨量传感器观测日降雨量的相关系数分别为0.996和0.994,虹吸式雨量计、双翻斗式遥测雨量计自记观测与人工观测降雨量的相关系数分别为0.98和0.95。     

浙江省分钟降水自记纸信息化数据与人工读取数据的对比及适用性分析

为了探讨信息化分钟降水自记纸数据在短历时时段下的适应能力,对比评估了1980-2000年浙江省19个国家基本（准）站信息化后的分钟降水自记纸数据和同期人工读取降水数据。利用滑动求和的方法提取信息化分钟降水不同历时下每年最大降水量,并使用偏差百分率、方差比、偏差概率、相关分析等统计方法,对比分析了信息化后的分钟降水自记数据与人工读取数据的时空特征差异及信息化数据的适用性。研究结果表明：信息化后的分钟降水数据与人工观测数据的结果在整体及单次降水过程中的表现较为一致,数值上整体略偏小,相关系数达到0.99。30min以上历时信息化后分钟数据与人工校核数据非常接近,且稳定性很高。信息化后分钟数据计算结果比人工读取结果更为客观,可以较好地代替人工读取结果的同时,有效地弥补了自动气象站建站之前逐分钟降水资料记录的空缺,为计算暴雨强度公式、设计暴雨雨型等需要长时间序列分钟降水的研究工作奠定了基础。     

降水自记跟踪迹线与雨量筒雨量误差浅析

中国气象局下发的降水自记纸数字化处理系统软件(以下简称系统软件)可以提供每小时降水量。并通过程序转化为每分钟降水量。系统软件通过降水自记纸处理、扫描及扫描检查操作、降水曲线提取、降水强度数据转换和质量检查等步骤。在完成质量检查后会自动打开错情文件。错情文件显示了被选文件的质量检查结果。系统规定“日降水合计值与雨量筒日降水量总量偏差大于日降水总量的5％”为错情。我们对兴城等11个台站7399张日降水自记迹线(降水自记纸曲线被跟踪的线称为迹线)的结果进行分析发现：各台站错情不同，     

降水自记跟踪迹线与雨量筒雨量误差浅析

中国气象局下发的降水自记纸数字化处理系统软件(以下简称系统软件)可以提供每小时降水量,并通过程序转化为每分钟降水量。系统软件通过降水自记纸处理、扫描及扫描检查操作、降水曲线提取、降水强度数据转换和质量检查等步骤,在完成质量检查后会自动打开错情文件。错情文件显示了被选文件的质量检查结果。系统规定“日降水合计值与雨量筒日降水量总量偏差大于日降水总量的5%”为错情。我们对兴城等11个台站7399张日降水自记迹线(降水自记纸曲线被跟踪的线称为迹线)的结果进行分析发现:各台站错情不同,主要错情有日降水合计值与跟踪迹线的误…     

湖北宜昌市区暴雨雨型的演变特征

利用湖北省宜昌市宜昌基准站1956—2013年逐分钟降雨资料,对宜昌市区暴雨雨型的演变特征进行分析,并采用同频率分析法推求该地区历时6 h、12 h、24 h的设计暴雨雨型。结果表明:宜昌市区1956—2013年汛期(5—9月)前期易发生持续12~24 h或24 h以上、降雨量50~100 mm的暴雨,而中后期易发生持续12 h以下、降雨量30~70 mm的暴雨。1956—2013年,宜昌市区短历时、中长历时、长历时暴雨和大暴雨发生次数缓慢增加,而特长历时大暴雨明显减少。其中,短历时暴雨的峰值趋于增大,持续时间趋于增加;中长历时暴雨的小时雨量无显著变化,但雨量分布、雨峰趋于后移,持续时间趋于增加;长历时暴雨的小时雨量趋于减少,雨量分布、雨峰趋于前移,持续时间趋于缩短。宜昌市区历时6 h、12 h、24 h的设计暴雨雨型均为典型的单峰型,雨峰分别位于第20、34、113时段。     

75·8暴雨的雨量极值问题

《气象》1980年12期“读者·作者·编者”栏内“引用资料数据要一致”一文,提出了引用75.8暴雨降水量有互相矛盾的情况。这个情况确实存在,不仅在该文所提的两书中,而且在其它一些书中也存在着这方面的问题。 造成这种情况的原因是75·8暴雨雨量大,雨势猛,水库垮坝,洪水泛滥,以致有些雨量站、气象站被淹,使整理观测资料遇到许多困难。例如,有的雨量计被冲走,有的降水溢出雨量筒,有的自记纸被浸湿而虹吸次数难以数清等。     

青海省降水自记纸数字化产品分析与应用

本文对青海省6个国家基本(基准)气象站降水自记纸数字化处理产品数据集进行了介绍,采用雨量筒与自记日降水量差值对比方法对数字化产品的质量进行了检验分析。并应用新的数据产品简要分析了青海省暴雨的等级特征、暴雨的时间变化特征和两次暴雨过程的个例分析。     

不同选样方法对Pilgrim&Cordery设计暴雨雨型的对比研究

采用宜昌市主城区国家基本站长序列的逐分钟降雨过程资料,利用PilgrimCordery法(简称"PC法")比较通过自然降雨过程和最大历时过程两种降雨场次样本选样方法推求的设计暴雨雨型,并分析结果差异。结果表明:基于自然降雨过程和最大历时过程选样,利用PC法推求的宜昌市主城区短历时设计暴雨雨型基本都为单峰型,且雨峰均出现在整场降雨过程的前1/3时段。两种选样方法推求的短历时设计暴雨雨型的雨量分配比例存在较大差异,自然降雨过程选样推求的雨型雨峰峰值占总雨量的比例相较于最大历时过程的数值偏大,更为突出。实际工程设计中,设计师应当根据最大历时过程的选样规则进行推求,结合一定重现期下各个历时的降雨量值,进而得到各历时时程分配的具体雨强;计算得到宜昌市主城区重现期2a历时60、120、180 min的雨峰时段雨强分别为1.16、0.86、0.72 mm/min。     

我国降水量的自动观测与人工观测之差异分析

利用全国2 400个国家站自动与人工平行观测期的第二年的对比观测资料,以及基准站1999—2010年所有雨量观测数据,对比分析了自动与人工观测的雨量数据差异,并对基准站雨量数据序列进行了显著性检验。结果表明:(1)自动与人工观测的雨量数据存在一定差异,且自动观测数据略大于人工观测数据,平均相对差值为1.8%;(2)两者在不同降水等级的月降水量平均差值介于-1.3～3.9 mm之间,当降水等级增大时,两者差值并非同比例增大;(3)两者的月平均最大相对差值为2.9%,最小相对差值为0.8%;(4)两者相对差值的空间分布表明,5月和9月偏差略高于7月;(5)通过对平行观测期的第2年自动月雨量值的显著性检验表明,在显著性水平a=0.05时,全国站点月雨量显著性检验未通过率为2%。     

祁连山TRwS204与中国标准雨量筒降水观测对比研究

山区降水类型、过程和气候条件复杂多变,不同雨量筒观测结果均存在一定的误差,亟需了解常用人工和自记雨量筒之间及其与实际降水量之间的差异。针对中国标准雨量筒[无防风措施(CSPG_(UN))和配备单层Alter防风圈(CSPG_(SA))]和在祁连山常用的TRwS204称重式雨雪量计[配备单层Alter防风圈(TRwS_(SA))],于2014年9月至2017年8月在祁连山黑河上游葫芦沟小流域开展了同步降水观测对比试验,以按照世界气象组织推荐的固态降水测量标准安装的中国标准雨量筒的修正值作为标准降水量。结果表明:(1)CSPG_(UN)、CSPG_(SA)和TRwS_(SA)降雨观测的平均动力损失(平均动力损失与平均标准降雨量的百分比)分别为0.21 mm(3.4%)、0.12 mm(1.9%)和0.61 mm(9.8%),雨夹雪分别为0.37 mm(7.6%)、0.16 mm(3.3%)和0.51 mm(10.5%),降雪分别为0.27 mm(10.2%)、0.09 mm(3.4%)和0.57mm(21.4%)。(2)CSPGUN和CSPG_(SA)动力损失的差异主要与防风圈的使用有关,而CSPG_(SA)和TRwS_(SA)动力损失的差异主要与雨量筒形状不同有关,同时本研究结果还可能受到TRwS204特定误差的影响。(3)当风速高于2.0 m·s~(-1)时,各雨量筒降雨捕捉率出现明显的降低。因雨夹雪和降雪期间的平均风速较低,只有CSPGUN降雪捕捉率随风速的增加出现一定的降低。     

突变前后湖南株洲市设计暴雨参数变化特征

近年来,湖南株洲市暴雨呈多发之势,城市内涝日趋严重,排水防涝设计暴雨参数发生变化。利用湖南株洲市国家基准站1963—2017年逐分钟降水资料,通过滑动平均提取16个历时逐年最大降水量样本,探讨株洲市气候突变前后设计暴雨强度及雨型的变化特征。结果表明:湖南株洲市暴雨日数及年最大降水量在1983年存在一次显著突变,突变后暴雨日数增多、雨强增大,极端降水事件增多。突变前,各历时年最大降水量的变化趋势不一致且不显著,而突变后则均呈现明显增加趋势,且120 min及以上历时通过显著性检验。突变前后不同重现期下各历时暴雨雨量都有不同幅度的增大,且随着重现期增大、历时延长,雨量差值增大。短历时和长历时暴雨雨型突变后都出现雨峰位置前移、雨峰雨量增大现象,这在一定程度上解释了近年来株洲市城市内涝频发的原因。     

暴雨强度公式编制之基础数据质量控制

通过比较数字化自记纸雨量资料计算的基础数据和年报表资料记录的基础数据之间的差异,并根据纸质自记纸雨量资料对存在较大差异的基础数据进行了质量控制。结果表明:(1)两种资料记录的基础数据存在较大差异的情况相对较少,但个别差异可达30.45mm,较大差异多出现在较长历时;(2)在对基础数据进行质量控制时,一般应以接近纸质自记纸雨量资料的较大数据为准;(3)当自记纸不清晰或是标注需要采用其他资料代替时,应以接近实际情况的年报表资料记录的数据为准。     

长春市暴雨强度公式编制和雨型确定

利用长春市气象探测中心1961-2000年5-9月份的逐分钟降雨资料,统计得10个不同历时的雨量情况,分析了长春市短历时暴雨雨量的时间变化特征。通过计算和检验,得出长春市的暴雨强度公式和不同重现期的短历时设计暴雨强度。利用芝加哥法确定了长春市暴雨雨型。     

自动雨量与人工雨量的差值对比分析

应用青海省班玛县国家基本气象站2011年6月1日—9月30日的降水资料,进行自动站与人工观测降水量记录统计、对比分析,发现自动站观测雨量与人工观测雨量存在一些偏差。分析表明,导致误差产生的主要原因是仪器测量原理与观测方法不同、人为影响、观测时间不一致、降水强度等其他原因。     

测报小经验3则

防止雨量自记纸受潮膨胀的方法在雨后或有雾的早晨 ,雨量自记迹线常有数小时的缓缓上升现象 ,除确有雾量外 ,大多是因空气湿度大 ,自计纸受潮膨胀而造成的非正常现象。为避免出现这种情况 ,可事先在雨量自计纸背面涂少许蜡 (注意不能影响到正面笔尖的正常划线 )即可避免。日照药液使用两次的方法一些观测员常把涂刷日照纸后剩余的有效药液倒掉 ,这实在有些可惜。将剩下的药液倒入棕色瓶中 (可用盛日照药的棕色空瓶 ,洗净晾干 ,外边再糊一层黑纸 ) ,存放在不常开的柜子里或无光照、气温较低的地方 ,10天以后 ,把保存的药液摇晃均匀 ,再涂刷日…     

近50年陕南、关中降水年际变化特征

利用陕西省陕南、关中54个气象站50a(1961—2010年)观测的日降水资料,分析小区域降水年际变化特征,结果表明:(1)区域年降水以减少为主,减少程度西部大于东部,宁强、华山和略阳雨量减少最多。(2)夏季降水以增加为主,减少站集中在秦岭山上和区域西部,降水向夏季集中倾向明显。(3)日雨量<5mm小雨,年雨量和雨日数减少趋势明显,雨日数减少站占96%,镇安、丹凤、高陵减少最多;雨量≥50mm暴雨,年雨量和雨日数增加趋势明显,集中在夏季,镇巴、紫阳、镇坪夏季暴雨日数增加最多。即小雨减少暴雨增多,暴雨灾害趋于严重。(4)在降水变化中地形等局地作用明显,是天气预报和研究气候变化应该考虑的因素。     

对两种不同取样方法Pilgrim&Cordery设计雨型的比较研究

选取北京市观象台1941—2013年共73 a的逐分钟降雨量资料,以60 min和120 min两个历时一年一遇的降雨量作为临界阈值,提取降水场次样本,采用PilgrimCordery法推求北京市短历时设计暴雨雨型。各历时的雨型样本选样分别采用自然降雨过程(方法一)和最大历时过程(方法二)。结果表明:两种方法的60 min和120 min雨型分布形状一致,均为单峰型,雨峰位置靠前;但在降雨量分配比例上,两种方法存在差异,自然降雨过程的60 min和120 min雨型雨峰所在时刻降雨量占总雨量的比例比最大历时过程的分别高3.79%和5.83%。     

闽北汛期强降水中尺度特征分析

为揭示闽北暴雨的中尺度规律,利用1980~2005年南平市10县(市、区)气象站5~6月雨量大于等于50mm达到或超过3个站的43个暴雨过程129个暴雨日的逐时降水自记资料,分析了汛期暴雨日雨团和强雨团的时空分布、强度及持续时间、移动规律、雨团与影响系统的关系以及地形对雨团的产生、分布、移动等的影响等,得出闽北汛期强降水的中尺度若干特征,其结论可为预报人员在业务实践中提供有益的参考。