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雨量计测值误差分析研究

发表时间:2018-08-06 15:43:01点击:1855

来源:北京博普特科技有限公司

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    降水是指从天空降落到地面上的液态或固态的水,降水观测包括降水量和降水强度的观测。在所使用的雨量观测仪器中,虹吸式雨量计作为双翻斗遥测雨量计的备份仪器,随着自动站雨量传感器在精度和性能等方面通过了试运行阶段后,双翻斗遥测雨量计义开始作为自动站雨量传感器的备份仪器。

降水强度和测量方式产生的误差

    遥测雨量计、雨量传感器均采用了带有节流管装置的汇集翻斗,因为有了节流装置,这在很大程度上减小了强降雨的影响哺。但是在降雨强度突然变大时,翻斗翻动时需要反应时问,致使另一翻斗盛满水时还来不及翻转,产生计量误差,由此产牛的计量误差与雨强呈正相关。针对降雨强度大时误差大的现象,其原因可能是由于当降雨强度大时,上翻斗流人计量翻斗的水速会非常快,导致计量翻斗在一次翻转过程中,水未流尽时,上翻斗又有水流人计量翻斗,使得计量翻斗回到原位。这样流入计量翻斗的雨量就小于0.1mm,导致遥测雨量计水量大于实际降水量。并且由于水未排尽,计量翻斗的水较很快又达到相当雨量0.1mm以致再次翻动形成连跳现象。根据多年经验积累,这种情况产生的误差一般在4%允许范围内。从仪器的作原理上分析,遥测雨量计、雨量传感器测量降水量的数值应当比较接近,但是由于仪器本身性能上的差别,仍会有较大误差出现。雨量器数据的采集需要依赖人工,也正是由于雨量器的观测方法和观测时间的特殊性,雨量器出现误差的现象比较频繁,但是性能稳定,日常维护简单,在不考虑蒸发和测量时间的情况下,数据稳定可靠。在夏季只有少量降水过程中,温度较高、有风、在降水过程中湿度较小以及降水出现在夜间的情况下,由于蒸发的影响,会导致降水数据偏小;在采集数据的过程中会有部分雨水不能采集,从而使测得的数据偏小;夏季阵雨天气需要增加降水数据采集的次数,每次数据采集都会有部分水滴留在储水瓶内,读取量杯数据时会出现四舍五入的情况,这会导致土0.1~0.2的误差,但是由于仪器本身性能稳定,误差在允许范围内,不会导致降水数据不可用的情况。

仪器维护和安装不当产生的误差 

    仪器安装时要注意连接部分松动时所造成的误差,比如传感器调节螺母松动会造成计数翻斗在承接不到规定降水量的时候就开始翻动,产生0.1mm降水量的记录,从而使记录明显偏大,如果较过4%的误差允许范围数据就不可用了。翻斗沾水或泥沙的影响也会阻碍翻斗翻动,同样造成雨量误差。较好是在每次降水过程开始之前要注意对仪器进行维护,在降水之后要对所收集的数据资料进行分析,得出误差出现的原因,及时进行维修调试,以保证下次数据的可用性。雨量器安装时要按照规定安装在观测场内固定的架子上,器口保持水平,距地面高70cm。因此器口是否水平也可以造成较大误差。在静风降水的条件下,器口倾斜的仪器测得的降水量要小于器口水平的仪器;在风速较大,且器口倾斜于风的来向时,测得的降水量就会偏大,反之较小。在降水量较小时,两者的差距并不明显。这种误差如果在每个正在使用的雨量计中同时出现,就很难意识到数据中的问题。另保持仪器的清洁也很重要。雨量计被堵或者雨量器的储水瓶中沾满灰尘都会导致误差出现。

自然条件产生的误差 

    降水在空中分布是不均匀的,各雨量测量仪器在观测场内的摆放也有一定的距离,当降水出现明显分布不均匀时,各雨量器的测量结果就会出现不一致的现象。雨量的测量也受风场影响,由于雨量器高出地面,风对雨量器的绕流作用导致筒口上方出现局部的上升气流,阻碍了雨滴落入筒口,造成降水量偏小,产生误差。相同工作原理的仪器由于仪器本身的性能差异和不可预见的故障会造成较大误差,导致数据不可用,因此备份仪器不可或缺。

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