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《四种雨量计观测降水量的对比及相关性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、doi:10.3969/j.issn.1007-6190.2009.05.019四种雨量计观测降水量的对比及相关性赵晓利,刘厚智,翁炜霖(广州气象卫星地面站,广东广州510640)摘要:利用广州国家气候观象台2007年全年4种雨量计的降水资料,分析定时降水量与自动观测降水量之间的相关性,比较不同仪器之间的差异,探讨仪器的稳定性。结果表明:自动观测降水量与定时降水量以及各仪器所录降水量之间,都存在非常好的线性相关性,相关系数都在0.9982以上;探测仪器稳定可靠,满足气象站技术性能要求。关键词:大气探测;降水量差值;雨量计中图分类号:
2、P41文献标识码:B文章编号:1007-6190(2009)05-0049-03自2000年以来,全国气象台站已基本普及地面自动气象观测系统(以下简称“自动站”),逐渐用自动站采集数据取代以往的人工观测,在时间上达到无缝隙的观测。但自动雨量计与人工雨量器观测降雨量之间存在差异,而且不同采集方式造成的误差也不同。自动仪器的稳定性如何,所测降水量与定时降水量有何差别,实际中如何应用这些数据都是人们关心的。自动站采集的数据与人工采集数据之间的相关性和差异性,是重点研究的问题。本文利用广州国家气候观象台2007年虹吸雨量计,单翻斗、双翻斗自
3、动雨量传感器观测的降水量,与定时降水量分别进行比较,分析其中的相关性与差异,从而在资料的使用过程中,对选择不同的仪器所测得降水量提供参考。1降水量的观测与记录方式降水量的观测分为人工与自动2种方式,都是以1d的合计量为一个采样。人工方式是人为使用专用量杯记录雨量器中的降水量(即定时雨量);自动方式分为雨量传感器观测降水量和虹吸式雨量计观测降水量(需要人工进行雨量自记纸的更换)2种(表1)。降水量有几种记录方式:人工观测,当无降水时,降水量记为0,当降水量<0105mm时,用微量表示,记为010;翻斗式雨量计观测时,无降水和降水量<0
4、11mm时均用0表示[1];虹吸式雨量计观测的原理上是可以记录<011mm的降水量,但往往做不到。表1各种雨量仪器属性参数[1-7]承水口面积/cm2适用雨强/(mm·min-1)雨量仪器安装高度/cm时间分辨率/min观测方式虹吸雨量计单翻斗雨量计双翻斗雨量计定时雨量计1207070703142003143141011360不受限制0～40～4不受限制自动(需人工维护)自动观测自动观测人工量取2不同雨量计观测的降水量相关性与降水量差值2.1相关性2007年全年广州降水天数161d,本文选用其中都出现降水量≥011mm/d的降水资料
5、,共121个(d)样本进行分析。3种雨量计所录得降水量与人工定时雨量的数据存在很好的相关性,而且各雨量计之间的相关性也非常好(表2)。由于各雨量计的原理及探测手段不同,各种降水量必然存在差异[2]。分析显示,有些采样日的采样结果相关性不太好,特别是双翻斗雨量计所测结果与各个雨量计录得降水量之间存在一些差异较大的采样日。表2定时雨量与各雨量计录得降水量之间的相关系数R22.2差值比较按气象站技术性能要求,当降水雨强测量范围为0～4mm/min,或累计降水量≤10mm时,与实测降水量的差值必须<014mm;累计降水量>10mm时要求差值
6、必须<4%,超过技术要求时要校准仪器。用定时雨量作为实测降水量,将全年121d样本3种雨量计所测降水量与定时降水量进行差值分析[1]。除个别点外,90%的3种雨量计测得雨量与定时雨量的差值都在-014～014mm,其中虹吸雨量计波动最小,其次为单、双翻斗雨量计(图1)。在全部78场小雨当中,虹吸雨量计有6次超过技术要求,单、双翻斗雨量计分别有7、9次。降水差值百分率在-4%～4%的采样点占绝大多数(图2),波动最小的仍是虹吸雨量计,其次为单、双翻斗雨量计。在43场中雨到大暴雨的降水采样日中,虹吸雨量计只有1次超过技术要求,而单、双翻
7、斗雨量仪器定时雨量虹吸雨量单翻斗雨量双翻斗雨量虹吸雨量单翻斗雨量双翻斗雨量0.99930.99910.99820.99920.99830.99750.99920.99830.9975小,而单、双翻斗式雨量计在中到暴雨时,差值波动较大,图1三种雨量计与定时雨量计观测降水量差值曲线图2三种雨量计与定时雨量计观测降水量差值百分率曲线3产生差值与误差的原因做相关性分析时,考虑到现在所有正式资料和文件中所用的降水量都是定时雨量,故将定时雨量作为真值,对定时雨量与自动观测雨量的误差进行相关分析。3.1观测体制不同人工观测降水量的时间为正点前的5
8、1分至正点时段,而在人工量取降水之后到正点前仍有一段降水时间,跨日界时段降水量的累计,就加大了对比时的差值,且一次影响2d[1-3]。自动观测降水不存在时间的不一致;虹吸雨量计经时间订正后也没有这个问题,图1的差值曲线波动最大的采样点
