降水测量方法误差的初步探索

我国气象台站现使用的雨量器，是安装在离地面70cm高处的，因受风力和降水产生的反弹力（溅出）影响，所录降水量与大自然实际降至地面的水量存在误差。为了寻找更准确的测量方法，中国气科院发明了坑式雨量器。增城市气象局，于1991年开始了坑式雨量器的测量试验。试验主要手段是进行降水的对比观测。现将试验情况介绍如下。l试验用仪器和观测方法1．l仪器（1）坑式雨量器一个。该雨量器由雨量器、防溅网、地坑和排水管道组成。其安装规定是：防溅网水平安装在地坑口之上，上沿面与周围地表面齐平；雨量器水平置于坑内，器口与防溅网上沿面…     

常规雨量器降水观测误差分析

《地面气象观测规范》明确定义：降水量是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）降水,未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。为了严格按照降水量定义的规定,国外部分国家把标准雨量器口缘的高度定为０ｃｍ（坑式雨量器口缘与观测场地面同高）。５０年代以来,我国台站常规雨量器的高度一直是７０ｃｍ,为了获取与标准雨量器所测得记录的差值,在中国气科院大气所指导下,我站从１９９２年下半年开始进行了７０ｃｍ和０ｃｍ高度降水量记录的对比观测,现将１９９３～１９９８年各月观测结果进行分析。１　结果分析对比分析…     

太原地区坑式雨量器试验观测结果初步分析

太原地区坑式雨量器试验观测结果初步分析王旭东，李崇昆（山西省气象局０３０００２）１试验结果降水测量仪器的安装高度对测量结果有十分重要的影响。为了获电一个到达地表面的比较准确的降水量测量值，世界气象组织仪器和观测方法委员会在１９６９年决定把坑式雨量器（...     

横向雨量器的设计及由风引起的降水测量误差订正

该文提出了横向雨量器的设计原理。经30个站7年2.8万多次的坑式雨量器、台站雨量器和横向雨量器的对比观测, 证实降水量测量的绝对差值与横向降水量呈一元幂函数关系, 相关系数达0.99。在现行的台站观测业务中, 只要增加横向雨量器的并行观测, 就可对台站雨量器测量的降水量 (包括雪量) 实施订正。订正后的精度接近于坑式雨量器的测量精度。订正方法简便易行, 可应用于业务观测。     

雨量器(计)安装不水平造成的测量误差分析及对策

降水量是气象台站重要观测项目之一。目前，大部分基层台站用于降水量观测的仪器主要靠雨量器、翻斗式遥测雨量计和虹吸式雨量计３种。《地面气象观测规范》规定：雨量器在安装和使用过程中都必须水平，以保证所测降水数据的准确性。但在实际工作中，由于各种原因往往会使器口倾斜。尤其是雨量器结构粗糙且每次观测都要取下承水器，稍不注意就会发生倾斜。那么雨量仪器安装不水平对测量水有何影响呢？大部分观测员都认为会比实际雨量偏小，其实不尽然。本文试图通过对不同降水情况下的误差进行分析，同时提供一些消除误差的方法供参考。为了…     

GRC型雨量器（计）检定仪的研制与应用

雨量器（计）是降水量的主要观测仪器,为保证其测量结果的准确性,对其进行检定或现场校准是非常必要的。文章主要研制既能对雨量器（计）进行室内检定、又能在户外进行现场校准的雨量器（计）检定仪。检定仪采用能够溯源的计量标准球作为标准器,利用蠕动泵对降雨强度进行流速恒定控制,用电源控制器和蓄电池供电,可实现无交流电的户外降水仪器的现场校准。经过试验和应用分析,其性能优于国内同类产品,符合作为量值溯源计量标准的条件,对雨量器（计）的检定和现场校准具有实用性,可用于自动气象站雨量传感器的现场校准。     

实测与自记降水量差值原因分析

从理论上讲雨量器与虹吸式雨量计测得降水量应该比较接近 ,但在实际降水观测中 ,经常出现测得降水量不一致 ,有时差值也比较大 ,严重影响降水观测的准确性。通过对本站历史降水资料的分析 ,找出影响准确性的因素 ,提高观测质量和仪器的使用质量。1　资料分析分析本站 1 984～ 2     

地面式与标准式雨量器降水量对比观测

降水量是气象站的常规观测项目,按照地面气象观测规范,雨量器口必须保持水平,距地面高度70cm,我们称之为标准式雨量器。在研究农田水分平衡时,为了较精确地获得到达地表面的降水量,我们于1986—1988年在中国科学院北京大屯农业生态站气象站按装了地面式雨量器,雨量器的器口与地面同高。我们将后一种雨量器称之为地面式雨量器。用标准式和地面式雨量器同时观测降雨量。     

普通雨量器湿润损失实验的初步分析

本文论述降水观测中雨量器湿润损失的概念及其影响因素,通过普通雨量器湿润损失实验和实际观测资料分析,确定普通雨量器观测液态和固态降水时的湿润损失量,建立修正方案,修正乌鲁木齐河源夏季降水观测的湿润损失。     

称重与人工观测降水量的差异

为了更好地使用降水观测数据,对引起称重观测和人工观测的差异原因进行分析,选取北京市15个国家级地面观测站2012年11月—2014年1月称重式降水传感器与人工观测降水量业务资料,探讨称重观测与人工观测累积降水量的差异,并细化为对固态降水和液态降水两种降水类型进行相关性研究。结果表明:称重观测与人工观测日降水量相关系数为0.9990, 88.0%的对比次数中, 两者日降水量差值满足业务要求;在出现固态降水时,称重观测较人工观测降水量偏大,在出现液态降水时,称重观测较人工观测降水量偏小;两者在日降水量等级判断差异较小,小量降水时称重观测的能力较优;防风圈可显著提高称重观测固态降水的捕捉率,而称重观测内筒蒸发对夏季降水测量有一定影响。     

Comparison of Winter Precipitation Measurements by Six Tretyakov Gauges at the Valdai Experimental Site

Analyses of long-term (1991–2010) intercomparison data quantify the consistency of winter precipitation observations by six identical Tretyakov gauges at the Valdai research station in Russia. Relative to the standard Tretyakov gauge, the mean catch ratios are 97 to 106% for dry snow, 94 to 104% for wet snow, 87 to 109% for blowing snow, 96 to 103% for mixed precipitation, and 98 to 101% for winter rain. The differences between the highest and lowest mean catches are about 10 to 11% for snow, 7% for mixed precipitation, and 3% for rain. On average, this difference is about 0.2?mm over the 12-hour observation period. The catch difference for blowing snow is much higher, up to 22%, or an average of 0.6?mm per observation. Comparisons of 12-hour observations show better consistency in gauge performance for low snowfall events and a large variation in gauge catch for high snowfall events. The differences in 12-hour snow catches are mostly less than 2?mm among the six gauges. The differences in the 12-hour observations are less than 1% for rain and 4% for mixed precipitation. Close linear relationships exist between the 12-hour gauge observations for all precipitation types. The maximum differences in gauge snow catches increase very weakly with wind speed, and higher differences are associated with warmer temperatures, from ?5°C to 0°C. There is, however, no significant relationship between the maximum catch difference and the mean wind speed or temperature over the 12-hour period.     

利用雷达资料对自动雨量计实时质量控制的方法研究

自动雨量计资料是对降水的直接测量,在流域面雨量计算、气候研究、气象服务等方面具有重要意义。但是,由于风力、蒸发、灌溉、校准、漏斗堵塞、机械故障、信号传输等原因往往造成其存在不同类型的系统误差和随机误差, 自动雨量计数据在定量使用前需要进行质量控制。目前,天气雷达以其高时空分辨率的优势已经成为监测降水的重要手段,本文首先采用两步校准法改善雷达估测降水,然后对雷达—雨量计对之间的差异进行统计学的分析,确定自动雨量计质量控制的一些标准,从而对雨量计进行质量控制。最后用两个降水过程对自动雨量计质量控制的结果进行了检验,结果表明:两步校准法改善了雷达估测降水的系统性偏差,并减小了雨量计站点上的相对误差;可以利用雷达估测降水实现对自动雨量计的实时质量控制,就整个数据集而言,约0.1%的数据被怀疑为误判,误判的自动雨量计主要位于雨带的边缘。但该质量控制算法同时也存在一定的局限性:在雨带的边缘或没有天气雷达覆盖的区域,以及雷达资料存在数据质量问题的情况下,往往会造成对雨量计的误判。     

中国降水测量误差的研究

20世纪 ,国际上许多国家对降水测量进行了对比试验工作 ,以研究降水测量中的误差大小与分布。由于各个国家降水测量仪器的型式、尺寸以及安装高度不同 ,试验对比的降水测量误差的大小也就不同。为了弄清中国降水测量误差的大小 ,中国气象局选择了 30个基准基本站 ,建立标准雨量站网进行试验对比。本文介绍了中国标准雨量站网的设置以及对比资料的获取情况 ,对比分析了中国降水测量的随机误差、沾湿与蒸发误差、风场变形误差。经 30个标准雨量站 7a 2 90 0 0多次的 1台坑式雨量器、2台台站雨量器的对比观测 ,给出了中国降水量测量误差的大小、降水测量中的随机误差与系统误差的分布情况。经分析 ,对于收集口口径为 2 0cm ,安装高度为 70cm的台站普通雨量器 ,每次测量随机误差累计平均值为 0 .0mm ,沾湿误差为 0 .2mm ,蒸发误差为 0 .0mm ,降雨风场变形误差为 0 .19mm ,降雪为 0 .32mm。降雨测量的平均相对误差约为 4 .34%～ 15 .2 8% ,降雪测量的平均相对误差约为 6 .17%～ 39.99%。     

A field study of orographic precipitation anomalies during high velocity winds using an aerofoil rain gauge

Summary This study was prompted by a need to explain an anomaly in the apparent precipitation distribution over a prominent mountain subject to a high velocity westerly airstream. Historical data reveal that the lee receives 58% more precipitation than the summit. A novel rain gauge with a vertically orientated collecting orifice, 3 standard rain gauges and complementary wind data were procured from 3 sites on the mountain to assess the effect of the airstream on the precipitation distribution. The catch efficiency of standard rain gauges decrease after the wind velocity exceeds 2.5 ms^–1 Results indicate that the summit actually receives 59% more precipitation than the lee, where a vortex directly affects the precipitation distribution over, and east, of the mountain.With 11 Figures     

几种雨量观测方式比对试验分析

为进一步了解不同雨量观测方式对降水测量的影响,在中国气象局大气探测试验基地进行了几种雨量观测方式的比对试验。本文利用该试验的观测资料,分析了不同雨量计及其不同安装方式对降水测量的影响,并分别给出了各雨量计的测量值。结果表明:降水测量与雨量计的安装方式极其相关,坑式安装测量的雨量值最大,其余依次为双栅、防风圈和平地安装(呈水口高出地面70cm);当前业务观测方式测得的降雨量偏小;降雪测量受风场的影响比液态降水测量更显著。     

Precipitation measurement with automated tipping-bucket rain gauges

Results of measurement of rainfall intensity and accumulated amounts with an automated tipping-bucket rain gauge based on an updated DZhO M96-8 precipitation gauge are presented. The measurement were carried out in the town of Dolgoprudny (Moscow region) in 2002–2005. The design, data processing algorithm, and calibration of the tipping-bucket rain gauge are described, and estimates of the measurement error are calculated. Examples of tipping-bucket rain gauge measurements in shower and widespread precipitation are given, along with results of analysis of the statistical structure of precipitation by intensity gradations. The measurement results are compared with those of precipitation gauges, the P-2 recording rain gauge, and the AKSOPRI radar complex.     

加密自动气象站雨量计资料的质量控制 及其相关关系的研究

在长春—四平地区100 km×100 km的范围内,分布有平均间隔10 km左右的147个自动气象站。结合该区域雷达回波强度资料,对2007～2011年4～10月的气象站雨量计小时降水数据进行质量控制。多步骤质量控制结果显示,有141个自动站雨量计的数据通过了检查,删除了6个错误站点的数据,对有疑问时段的数据作了标记。 利用质量控制后的5年夏季半年自动站雨量计小时降水数据,进行相关关系统计分析表明：距离在10 km以内的雨量计测量,平均相关系数均能达到0.6以上;雨量计距离小于5 km,平均相关系数在0.7以上;而站点距离超过20 km,相关系数普遍降到0.4以下;随着统计时间的增长（从分钟到月降水量）,每个雨量计的测量值具有更高的空间代表性。     

自动与人工观测降雨量的差异及相关性

利用全国627个基准、基本站2005年自动与人工雨量业务观测资料, 分析了业务上自动与人工观测的降雨量的差异以及引起差异的原因, 并分析了自动观测与人工观测的降雨量的相关性。结果表明:自动观测比人工观测的日降雨量平均偏高0.12 mm, 标准差为0.70 mm, 相对偏高1.42%。627个站中, 80%的站自动与人工观测的年降雨量差值在5%以内; 近4%的站年降雨量差值在10%以上。年降雨量相对差值较大的站, 其年降雨量均较小。空间采样差、20:00 (北京时) 定时观测中人工与自动观测时间的不一致以及其他突发事件均会导致自动与人工测量的日降雨量的差异, 甚至显著差异。由于观测仪器不同引起的降雨测量系统误差差别, 导致自动与人工观测降雨量的系统偏差。自动观测与人工观测的日降雨量呈线性相关, 相关系数为0.9988。