地面气象观测(常规要素续)

大气探测基础二零壹零年三月降水的观测概述雨量器翻斗式雨量计虹吸式雨量计大气探测基础二零壹零年三月•降水是指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水。•降水观测包括降水量和降水强度的观测。降水量是指某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度。以毫米（mm）为单位，取1位小数。降水强度是指单位时间的降水量，通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。•气象站观测每分钟、时、日降水量。•常用测量降水的仪器有雨量器、翻斗式雨量计、单翻斗雨量传感、虹吸式雨量计和双阀容栅式雨量传感器等。•自动气象站雨量传感器主要测量降水量的连续变化，用于天气报告和挑取年最大降水量等，降水量的气候记录比如气候资料的分析、月年降水量的统计、降水时段资料分析等等主要是以雨量器观测的资料为准。大气探测基础二零壹零年三月预报上降雨强度等级划分：•小雨：0.1-9.9毫米（指日降水量，下同）•中雨：10.0-24.9毫米•大雨：25.0-49.9•暴雨：50.0-99.9毫米•大暴雨：100.0-249.9毫米•特大暴雨：250毫米以上•小雪：2.5毫米•中雪：2.5-4.9毫米•大雪：5.0-9.9毫米•暴雪：=10.0毫米大气探测基础二零壹零年三月雨量器虹吸式雨量计翻斗式雨量计大气探测基础二零壹零年三月SL1型雨量传感器，口径200cm2大气探测基础二零壹零年三月SL3型雨量传感器，口径314cm2大气探测基础二零壹零年三月降水的观测概述雨量器翻斗式雨量计虹吸式雨量计大气探测基础二零壹零年三月1、构造•雨量器是观测降水量的仪器，它由雨量筒与量杯组成（见图10.1）。雨量筒用来承接降水物，它包括承水器、贮水瓶和外筒。我国采用直径为20cm正圆形承水器，其口缘镶有内直外斜刀刃形的铜圈，以防雨滴溅失和筒口变形。承水器有两种：一是带漏斗的承雨器，另一种不带漏斗的承雪器。外筒内放贮水瓶，以收集降水量。量杯为一特制的有刻度的专用量杯，其口径和刻度与雨量筒口径成一定比例关系，量杯有100分度，每1分度等于雨量筒内水深0.1mm（见下图）。大气探测基础二零壹零年三月雨量器的口径20厘米，量杯的口径为4厘米H*3.14*100=H′*3.14*4H′/H=25雨量器内所聚水深1毫米，则倒入量杯中应为25毫米。现用雨量器量杯每隔25毫米刻成一大格，表示1毫米降水量大气探测基础二零壹零年三月2、安装•气象站雨量器安装在观测场内固定架子上。器口保持水平，距地面高70cm。冬季积雪较深地区，应备有一个较高的备份架子。当雪深超过30cm时，应把仪器移至备份架子上进行观测。•单纯测量降水的站点不宜选择在斜坡或建筑物顶部，应尽量选在避风地方。不要太靠近障碍物，最好将雨量仪器安在低矮灌木丛间的空旷地方。大气探测基础二零壹零年三月3、观测和记录⑴每天08、20时分别量取前12小时降水量。观测液体降水时要换取储水瓶，将水倒入量杯，要倒净。将量杯保持垂直，使人的视线与水面齐平，以水凹面为准，读得刻度数即为降水量，记入相应栏内。降水量大时，应分数次量取，求其总和。⑵冬季降雪时，须将承雨器取下，换上承雪口，取走储水器，直接用承雪口和外筒接收降水。观测时，将已有固体降水的外筒，用备份的外筒换下，盖上筒盖后，取回室内，待固体降水融化后，用量杯量取。也可将固体降水连同外筒用专用的台秤称量，称量后应把外筒的重量(或mm数)扣除。大气探测基础二零壹零年三月⑶20时降水量观测时和观测前无降水，而其后至20时正点之间（包括延续至次日）有降水；或20时观测时和观测前有降水，但降水恰在20时正点或正点之前终止。遇有以上两种情况时，应于20时正点补测一次降水量，并记入当日20时降水量定时栏，使天气现象与降水量的记录相配合。⑷特殊情况处理在炎热干燥的日子，为防止蒸发，降水停止后，要及时进行观测。在降水较大时，应视降水情况增加人工观测次数，以免降水溢出雨量筒，造成记录失真。无降水时，降水量栏空白不填。不足0.05mm的降水量记0.0。纯雾、露、霜、冰针、雾凇、吹雪的量按无降水处理(吹雪量必须量取，供计算蒸发量用)。出现雪暴时，应在定时观测中观测其降水量。大气探测基础二零壹零年三月4、维护⑴经常保持雨量器清洁，每次巡视仪器时，注意清除承水器、储水瓶内的昆虫、尘土、树叶等杂物。⑵定期检查雨量器的高度、水平，发现不符合要求时应及时纠正；如外筒有漏水现象，应及时修理或撤换。⑶承水器的刀刃口要保持正圆，避免碰撞变形。大气探测基础二零壹零年三月降水的观测概述雨量器翻斗式雨量计虹吸式雨量计大气探测基础二零壹零年三月1、双翻斗雨量传感器（1）仪器构造及工作过程双翻斗雨量传感器装在室外，主要由承水器(直径为20cm)、上翻斗、汇集漏斗、计量翻斗、计数翻斗和干簧管等组成。采集器或记录器在室内，二者用导线连接，用来遥测并连续采集液体降水量。承雨器收集的降水通过漏斗进入上翻斗，当雨水积到一定量时，由于水本身重力作用使上翻斗翻转，水进入汇集漏斗。降水从汇集漏斗的节流管注入计量翻斗时，就把不同强度的自然降水，调节为比较均匀的降水强度，以减少由于降水强度不同所造成的测量误差。当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时(也有的为0.5mm或1mm翻斗)，计量翻斗把降水倾倒到计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，与它相关的磁钢对干簧管扫描一次。干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样，降水量每次达到0.1mm时，就送出去一个开关信号，采集器就自动采集存储0.1mm降水量。大气探测基础二零壹零年三月记录器：由计数器、记录笔、自记钟、控制线路板等构成。记录器安在室内台架上。工作过程：当传感器通过二芯电缆送出一个脉冲信号时，晶体管放大电路推动中间继电器动作，促使中间继电器的两对常开接点同时闭合。其中一对接点电路导通，使计数器计数；另一对使电磁步进器动作，带动自记笔记录。大气探测基础二零壹零年三月（2）、安装与检查•先将承水器外筒安在观测场内，底盘用三个螺钉固定在混凝土底座或木桩上，要求安装牢固、器口水平。感应器安在外筒内，注意当上翻斗处于水平位置时，漏斗进水口应对准其中间隔板。最后将电缆线与室内仪器联接，电缆线不能架空，必须走电缆沟（管）。•安装完毕，将清水徐徐注入感应器漏斗，随时观察计数翻斗翻动过程，有无不发信号或多发信号现象。检查室内仪器上是否采集到数据。最后注入定量水(60～70mm)，如无不发信号或多发信号的现象，且室内仪器的数据与注入水量相符合，说明仪器正常，否则须检修调节。•检查记录器：插上控制线路板，将阻尼油（30号机油）注满阻尼管，接上电源（交流与直流12V），用短导线在信号输入端断续进行短接；此时记录、计数应能同时工作。然后装上自记纸，用导线将传感器与记录器连接，把计量与计数翻斗倾于同一侧，将记数器复“0”，自记笔调到零位。大气探测基础二零壹零年三月（3）、观测和记录整理•从计数器上读取降水量，供编发气象报告和服务使用，读数后按回零按钮，将计数器复位。复位后，计数器的五位0数必须在一条直线上。•自记记录供整理各时降水量及挑选极值用。•遇固态降水，凡随降随化的，仍照常读数和记录。否则，应将承水器口加盖，仪器停止使用（在观测簿备注栏注明），待有液体降水时再恢复记录。大气探测基础二零壹零年三月•自记纸的更换：①一日内有降水（自记迹线上升≥0.1mm），必须换纸。换纸时有降水，在记录迹线终止和开始的一端均用铅笔划一短垂线，作为时间记号；换纸时无降水，在新自记纸换上前拧动笔位调整旋钮，把笔尖调至“0”线上。②换纸时遇强降雨，若自记纸尚有一部分可继续记录，则可等雨停或雨势转小后再换纸。如估计短时间内雨不会停也不会转小，则可拨开笔尖，转动钟筒，在原自记纸的开始端（此处须无降水记录，或有降水自记迹线不致重迭）对准时间，重新记录。待雨停或转小后，立即换纸。换下的自记纸应注明情况，分别在两天的迹线上标明日期，以免混淆。③一日内无降水时，可不换纸。每天在规定的换纸时间，先作时间记号，再拨开自记笔，旋转钟筒，重新对准时间；放回自记笔，拧动笔位调整旋钮（或按微调按钮），使自记笔上升约1mm的格数，以免每日迹线重叠。无降水时，一张自记纸可连续使用8～10天。•仅因有雾、露、霜量使自记迹线上升≥0.1mm时，则不必换纸。但应在自记纸背面备注。大气探测基础二零壹零年三月自记纸的整理：①时间差订正：凡24小时内自记钟计时误差达1分钟或以上时，自记纸均须作时间差订正。订正方法同风的自记纸整理。②按上升迹线计算出两个正点记号间水平分格线实际上升的格数，即为该时降水量。如换纸时有降水，致使换纸时间内的降水量未记录上，这一部分量应作为换纸所在时段里的降水量。没有上升迹线的各时段空白。③降雹时按自记迹线读取各时降水量，但应在自记纸背面注明降雹起止时间（夜间不守班的站，夜间降雹可只注明情况）。大气探测基础二零壹零年三月（4）、调整与维护•调整：新仪器(包括冬季停用后重新使用或调换新翻斗)工作一个月后的第一次大雨，应作精度对比，即将自身排水量与计数、记录值相比。如发现差值超过±4%时，应首先检查记录器工作是否正常，计数与记录值是否相符，干簧管有无漏发或多发信号现象。如确是由于仪器的基点位置不正确所造成时，应作基点调整。•调整方法：旋动计量翻斗的两个定位螺钉。一个定位螺钉旋动一圈，其差值改变量为3%左右；如两个定位螺钉都往外或往里旋动一圈，其差值改变量为6%左右。•每一次降水过程将计数值与自身排水总量比较，如多次发现10mm以上降水量的差值超过±4%，则应及时进行检查。必要时应调节基点位置。•仪器每月至少定期检查一次，清除过滤网上的尘沙、小虫等以免堵塞管道，特别要注意保持节流管的畅通。翻斗内壁禁止用手或其它物体抹试，以免沾上油污。•如用干电池供电，必须定期检查电压。如电压低于10V，应更换全部电池，以保证仪器正常工作。•结冰期长的地区，在初结冰前将感应器的承水器口加盖，不必收回室内，并拔掉电源。•其他同雨量器。大气探测基础二零壹零年三月2、单翻斗雨量传感器（1）、构造原理•该传感器也是用来自动测量降水量的仪器，主要由承水器(口径为159.6mm)、过滤漏斗、翻斗、干簧管、底座和专用量杯等组成。降水通过承水器，再通过一个过滤斗流入翻斗里，当翻斗流入一定量的雨水后，翻斗翻转，倒空斗里的水，翻斗的另一个斗又开始接水，翻斗的每次翻转动作通过干簧管转成脉冲信号（1脉冲为0.1mm）传输到采集系统。仪器测量范围0～4mm/min。大气探测基础二零壹零年三月（2）、安装和维护•单翻斗雨量传感器应安装在观侧场内预制水泥座上，筒口离地70CM高，保持筒口水平。•维护参照双翻斗雨量传感器。在对单翻斗雨量传感器进行精度校对时，用气象专用雨量杯量得10.0毫米的降水，采集得到的数据显示是15.7毫米，这是因为雨量器和单翻斗传感器的口径不一致所致。•仪器每月至少定期检查一次，清除过滤网上的尘沙、小虫等以免堵塞管道，特别要注意保持节流管的畅通。无雨或少雨的季节，可将承水器口加盖，但注意在降水前及时打开。翻斗内壁禁止用手或其它物体抹试，以免沾上油污。大气探测基础二零壹零年三月3、翻斗式雨量传感器的误差•理想情况下翻斗翻动应该是灵活的，实际上由于转轴的摩擦力，如果加上斗上的沾水和泥沙的影响都会造成测定雨量的误差。大雨时，由于翻斗的惯性来不及翻转，造成雨量流失使得测定的雨量有较大的误差，甚至失真。•我国目前采用0.1mm高分辨率的翻斗，翻转一次误差虽小，对于一次降水过程因翻转的次数增多，使得积累起来的误差就相当大。因此，有的雨量传感器采用0.5mm或1.0mm分辨率相对低的翻斗，相对翻转次数减少，使得积累起来的雨量误差变小。低分辨率翻斗对于降水强度大时，较为适用。•此外，传感器上的有关部件易受到外界干扰影响，往往无降水时也有信号发生；集水器常被异物堵塞，造成有降水时无信号发生。这些都是翻斗雨量传感器的存在的问题。大气探测基础二零壹零年三月降水的观测概述雨量器翻斗式雨量计虹吸式雨量计大气探测基础二零壹零年三月1、构造•虹吸式雨量计是用来连续记录液体降水的自记仪器，它由承水器(通常口径为20