探气象站仪器故障的检测论文

普通雨量器降水量观测误差的分析论文

【论文关键词】普通雨量器 降水量 观测误差 分析

【论文摘要 】 本文分析了普通雨量器降水量观测过程中引起降水量误差的原因,并依据SL21—90《降水量观测规范》的有关规定对普通雨量器降水量观测误差的控制做了明确的要求，对基层测站的实际工作具有指导性作用。

1、导言

普通雨量器是使用时间最长，而且设置最广泛的降水量观测仪器，它采取了把自然降水量通过已知一定面积的承水口收集后导入储水瓶，然后再将收集到的降水量用专用量杯量取的方法测取，所以它构造简单，使用方便，是基层测站常用的降水量观测仪器之一。但在观测过程中和其它水文观测项目一样，由于受一些因素的影响难免存在一些观测误差，下面就其存在的误差进行探讨。

2、误差来源

2.1湿润误差

普通雨量器的承雨器和储水平内壁对部分降雨的吸附造成的水量损失，称湿润误差。湿润误差是负向系统误差，使观测的降水量系统偏小。湿润误差与雨量器的材料、结构以及风速、空气湿度和气温有关。雨量器内壁越光滑，口径越小，承雨器湿润面积越小，湿润误差越小。风速大、湿度小、气温高，湿润误差就大。

湿润误差包括承雨器和储水瓶两部分，用下式计算：

△pω=（C1+C2）n (1)

式中：△pω—为等时段降雨量观测的湿润误差（mm）；

C1、C2—分别为承雨器和储水瓶一次降水量观测中的湿润误差（mm）；

n—为该时段内雨量器的湿润次数。

SL21—90《降水量观测规范》指出，每年降水量的湿润损失一般为0.05—0.3mm，一年累计湿润误差可使降水量偏小2%左右；降微量小雨次数多的干旱地区，年湿润损失可达10%。

2.2蒸发误差

降水停止到观测时刻或降水间歇期间雨量器储水瓶中水分蒸发造成的损失，称蒸发误差。蒸发误差属负向系统误差。蒸发误差可用下式计算：

Δpe=edhd+enhn （2）

式中Δpe—为时段降水观测蒸发误差（mm）；

ed、en—分别为雨量器白天和夜间蒸发损失率（mm/h）；

hd、hn—分别为时段降水观测中白天和夜间的蒸发时间（h）。

降水观测蒸发损失与观测站所处的区域的气候条件有关，而且随季节不同而变化，所以蒸发误差的有关参数必须通过实验确定，不可盲目借用。

SL21—90《降水量观测规范》指出，蒸发损失量可占年降水量的1—4%。

2.3溅水误差

较大的落在地面上，可溅起0.3—0.4m高，并形成一层雨雾随风飘入雨量器内，使观测的降水量大于实际降水量，这项误差称为溅水误差。溅水误差属于正向系统误差。

实践证明带风圈的雨量器溅水误差可使年降水量偏大1%。

地面雨量器的溅水误差可使年降水量偏大0.5—1%。

2.4动力误差

风对雨量器承受降水的干扰造成水量损失，称动力误差。动力误差由飘溢现象产生。飘溢现象是指降雨或降雪时部分降雨或降雪不落入雨量器中的现象。飘溢现象主要是由于雨量器在大风气流中发生流严重变形而产生的，此时经过雨量器上方的气流和雨点的迹线几乎与地面平行，使雨滴飘走而不是落在雨量器内，雪中的比重更小，因而飘溢现象更严重。

动力损失等于雨量器捕捉降水量与实际降水量之间的差值。由于观测降水时多种因素影响，很难确定出实际降水量或真值降水量，而地面雨量器受风的影响较小，也就是说，不管风速有多大，地面风速总为零。雨滴又总要活在地面上，所以在无雨是溅入和风吹雪的干扰时，地面雨滴是捕捉的降水量接近实际降水量。

2.5仪器误差

这里的仪器误差，是仪器作为工厂的合格产品本身具有的误差，不包括仪器现场安装调试不合格、器口安装不水平等认为原因产生的误差。

2.5.1承雨器环口直径加工误差

设实际降水量为p0，承雨器环口标准内径为D0,含有加工误差的直径为D，由此观测的降水量为p，由于

(3)

应用权对标准差传播体，得

S(p)=2S（D） （4）

SL21—90《降水量观测规范》规定，雨量器承雨器口内径采用200mm，允许误差为0.6mm,相对误差为0.3%，以此作为限差，得器口加工误差标准差S（D）=0.15%，由此引起的降水量观测误差标准差为

S (p)=2S（D）=0.3 %

当降水量p=10mm时，承雨器器口误差引起的降水量误差标准差S（p）=0.03mm。

2.5.2量雨杯示值误差

量雨杯的内径为40mm，截面积为12.6mm2，承雨器截面积为314.2cm2，是量雨杯的25倍，亦即将雨器收集到的1mm深的降水倒入量雨杯内，水柱则有25mm高；这就等于将降水深度放大了25倍，从而提高降水测量精度。

2.6测记误差

SL21—90《降水量观测规范》要求，降水量观测要求记至0.1mm，其相应标准差为0.029mm。

2.7其他误差

观测场距离建筑物或树木太近、仪器承雨口不水平等，都可以给降水量带来较大误差，但只要按SL21—90《降水量观测规范》的要求操作，这些误差时可以减小或完全避免的。

3、消除误差的'方法

3.1溅水

雨水溅失对于大多数雨量器来说约为0.1-0.2mm，可视为器差，很容易消除。

3.2蒸发

蒸发引起的误差则与许多因素有关，基层测站站的地理位置，气象条件（温度、风、湿度），还有仪器本身的结构、材料等。据多年工作经验得知,各种类型的雨量器由于蒸发引起的平均误差占年降水量的3-6%,单独的观测误差是0.3-0.5mm。

为了减小蒸发的影响，一是要求承雨器的接雨面一定要光滑，使雨水到达接雨面很快通过漏斗；减少雨水的沾附；二是降雨一经停止时，立即进行测量，特别是在炎热的夏季和湿度较小的干燥季节，要及时量取由蒸发引起降水量的损失。

3.3动力

风是造成影响准确地测量降水量的主要原因，风往往导致仪器测得的降水量偏小，降雨时，观测误差取决于降雨类型，确切地说取决于雨滴大小和风速。而在固态降水时，被风吹走的降雪量随风速的增大而增加。所以理想的条件应该是：雨量器器口上空能形成平行的气流，避免有风的局地加速度，尽可能减少冲击器壁气流或湍流。在仪器安装时，避免装在过于空旷和四周有高大的树林或建筑物的地方。风是随着高度的增加而增大的，因此雨量器内收集的降水量随着仪器安置高度的增加而减少。所以雨量器的器口高度应尽可能低一些，低到能防止从地面可能溅入雨水为度。《降水量观测规范》统一规定为为普通雨量器的高度70cm。

4、结论

湿润误差、蒸发误差和动力误差属于负向系统误差，其中湿润误差和蒸发误差的确定还比较容易，但确定动力误差却比较复杂，为探讨动力损失与相关因素的关系，可在区域内选择若干雨量站展开地面雨量器与标准高度雨量器对比观测实验。动力损失Δpa用捕捉率来表示，两者关系为

Δpa=pm（1- ） (5)

(6)

式中pm—为标准高度雨量器观测降水量；

Pg—为地面雨量器观测降水量；

R—为捕捉率，捕捉率越大，动力损失越小，当R=1时，Δpa=0。

基层测站对降水量观测值，一般不对上述系统误差进行修正；但应对这些误差有所认识，在观测中按SL21—90《降水量观测规范》要求采取措施尽量减少上述误差。尽可能将误差控制在1—2%以内。

在要求较高的水平衡分析和水资源评价中，如需考虑上述误差，可通过实验确定有关参数。

参 考 文 献：SL21—90《降水量观测规范》。

无论在学习、工作或是生活中，大家最不陌生的就是作文了吧，作文是通过文字来表达一个主题意义的记叙方法。相信许多人会觉得作文很难写吧，下面是我为大家整理的参观气象局作文，仅供参考，希望能够帮助到大家。

3月30日上午，我们来到市气象局参观、学习。

我们先在外面参观了观测天气的仪器。工作人员给我们介绍了能见度仪、风向风速仪、百叶箱等。能见度仪是用来测试大雾天气时所能看到的距离；风向风速仪则是用来测量风向、风速的。

接着，我们观看了模拟风筝实验。富兰克林在乌云密布、电闪雷鸣的恶劣天气里，将风筝放上了天空，并成功捕捉到了天电。因此，模拟实验时，展馆内雷声隆隆，富兰克林雕塑手中的风筝线被雷击中发亮，我触碰了一下风筝线末端的钥匙，电流给我带来了一阵刺痛感。

在防雷科普馆B馆，我们见识了神奇的“法拉第笼”实验。工作人员先让两个小记者进入笼内，然后将放电杆与笼体接触。两者接触的瞬间，发出了“啪啪啪”的声音，并伴有火花蹦出。不过，笼子里的小记者即使碰触笼体，也不会有任何损伤。这个实验让我大开眼界。

活动结束时，我忍不住感叹道：“气象现象真令人称奇。”

“有个地方真奇妙，能测晴来，能测雨”。大家知道这是哪里吗？没错！这就是气象局。

每天我们总会看看天气预报，了解温度天气情况，来判断今天应该适合穿多少衣服，是否适合出行等，这些信息都来源于气象局，但这些数据是怎么得出的呢？今天我带着疑问来到萧山气象局一探究竟。

气象局很大，有展示厅，有演播大厅，有会议大厅……其中，最有意思的就是气象检测站。它建在气象局大楼的后山上，我们在带队老师带领下沿着三楼＂天梯＂爬到检测站的顶上，上面有各式各样的仪器。让我印象最深的是日晷，据老师介绍，日晷是古人通过影子来测时间的仪器。太阳在一天里位置是会不断变化的，光的照射角度也会不断变化的影子当然也会变。古人利用了这一点，把每个小时日照的位置记录下来，就成了日晷。我一边听着介绍，一边在脑海中构思这小实验，打算回家也试试看。

灾害演播是让我们了解了天气灾害，有闪电、暴雨和龙卷风。我感受到了大自然的无情，我们在大自然面前是多么的渺小。幸好现在科技发达，可以提前预防，减少伤亡。

今天我们是边玩边学，在学中收获快乐！我像海绵一样努力地吸收着气象知识，我在心中暗暗下定决心，长大后一定要做天气预报员！

以前，我每次听到天气预报时，心中总是疑惑不解：为什么他们能知道明天、后天甚至未来7天、15天的天气呢？今天，在参观了萧山气象局后，我终于明白了其中的奥秘。

首先，得“观天象”，也就是收集现在天气状况的各种数据。这个工作就由放在山上的各种仪器，如：温度计、湿度计、风速器等仪器来完成。收集到的各种数据被时时传送到了气象局的核心部位——气象台。一进气象台，一排排整齐的电脑映入眼帘，上面是一个大屏幕，四周都是电视墙，一股浓浓的科技味儿扑面而来！它们的主要任务就是对收集来的数据进行整理归纳，并形成气象分析。我仿佛看见工作人员在电脑前努力工作的情景了！经过不断的模拟和校正，最终形成数据天气预报，天气预报员也就有了可靠的预报资料。

人类真是太厉害了，科技的力量真强大呀！我相信，“天有不测风云”这句话出现的机会肯定会越来越少！

在气象观测场，给我印象深刻的是人工测量仪。气象工作人员使用它进行人工测量，并熟练地运用它，这些不仅能在最短时间内掌握更多、更准确气象数据，而且可以预测天气的变化！

原来观察气象不仅需要科学知识，还有诀窍呢，真有趣！

观看科普电影，我了解到绕太阳一周时，水星要3个月、金星8个月、火星2年、木星12年、土星30年，而冥王星竟要248年！恶劣的天气（如威马逊台风）虽然造成上百人死亡和上亿元财产损失，但如果没有气象人员努力辛勤的工作并提前预报，造成的人员伤亡和财产损失将会更多、更严重。

最后，在天气预报中心里，我了解到每天的天气预报是怎样制作出来的：首先要收集气象资料、采集数据，根据数据形成气象图，然后用先进的计算机进行分析，工作人员根据计算机分析结论，进行会商，最后得出结果，再发布天气预报。

小小的气象竟然蕴含着这么多丰富的知识！通过活动，让我了解到许多气象知识，同时也明白我们幸福生活离不开辛勤的气象工作人员，还有热情的小记者工作室工作人员。

时间：3月19日天气：阴

今天我去了气象局，在里面学习了很多知识，不信你去看看。

第三、四节课，陈老师和洪老师带我们去气象局参观。我们坐着金龙客车去气象局，在车上我的心情十分激动，真想看看气象局长什么样。到了气象局老师说：“大家先等一等看看书，我迫不急待的拿起一本关于气象知识的书，就津津有味的看了起来。”我看到了如何减轻大风的危险就要做到三点：第一，营造防风林，减轻风害。第二，扩大绿地面积，削弱风沙危害。第三，做好水土保温工作，增加水体面积。这时老师要我们集合上电梯，然后听解说员说关于云的知识。解说员说：“淡红色的云，就是云不薄也不厚；深红色的，表示云很厚；白色就是云很薄。我还看见了报天气预报的位置，那些图片是虚拟的，而且不能穿蓝色的衣服上台报天气预报。因为这样你就是透明的。人类爱破坏环境，对气候也有很大的影响。请减少温室气体排放，开发清洁能源，降低能源消耗。

今天我们实地参观了气象局，学习了许多关于气象的知识，我们生活在同一个蓝天下，同一个地球上，希望人类保护我们的地球！

今天，我们愉快地去了慈溪气象局。尽管下着毛毛雨，我们仍然很兴奋。

我们首先跟着一位阿姨去参观了观察场。首先映入眼帘的是风速计和风向标，它们在十多米的柱子上运行。接下来，让我们看看叶盒，里面有一些测量一天最高和最低温度的仪器，因为下雨了，阿姨不让我们把雨伞放在过去。最后，我们再次看了日晷和表面温度计。如果阿姨没有说那是日晷仪，我会以为那是一个小望远镜！一些表面温度计平放在地面上，另一些倾斜放置在地面上，三个温度计平放在地面上。有的放在地上，有的放在5厘米里，有的放在10厘米里，有的放在15厘米里，5厘米和5厘米的深度加深了。

然后，我们去了二楼，一个姐姐让我们了解了天气。之后，我们去了天气预报室，密集的机器吸引了我的目光。然后我意识到这些叔叔阿姨的工作是多么无聊乏味。

最后，我们去了三楼，看到了在闪电天气中避免危险的常识。看到闪电如此危险，我吓坏了。

我今天学到了很多关于呼吸的知识，真的很好！

今天，我们兴高采烈地去参观了慈溪市气象局。虽然下着小雨，可我们的兴奋依然不减。

我们首先跟着一位阿姨去参观了观测场。首先映入眼帘的是风速仪和风向标，这两样在十几米的柱子上运转。下面，我们去看百叶箱，里面有一些测量一天当中最高以及最低的温度的仪器，因为正在下雨，阿姨没有让我们把雨伞凑过去。最后，我们又看了日照计和地表温度计，要不是阿姨说这是日照计，我还以为那东西是小型望远镜呢！地表温度计有的平放在地面，有的则斜着放进了地面，平放在地面的有三支。放进地面的，有的放进了5cm，有的10cm，有的15cm，5cm5cm的加深。

然后，我们上了二楼，一位大姐姐让我们理解了气象常识。我们之后又去了气象预报制作室，密密麻麻的机器映入我的眼帘，我才明白，这些叔叔阿姨的工作多么枯燥和繁琐。

最后我们去了三楼，看了雷电天气的避险常识，我看得心惊肉跳，原来雷电是那么危险啊！

我今天懂得了许多气息知识，真好！

星期六一大早，爸爸带我来到了市气象局，参加小记者活动。我的气象之旅就此开始。

首先，气象局的工作人员带我们参观了气象观测场，了解了温度、湿度、液态雨量、固态雨量的测量方式。我学到了很多新的气象知识，比如：为什么夏天天气预报的温度和我们的'体感温度有区别？那是因为天气预报的温度值是在离地面1.5米高的阴凉通风处测量出来的，往往比实际体感温度要低一些的。

随后，工作人员又带我们来到了防雷科普馆。在那里，我看到了著名的科学家——富兰克林的雕塑。他通过风筝实验，收集到了天电，并发明了避雷针。你们对富兰克林了解吗？我来跟大家说说我了解到的吧！他出生在美国的波士顿，是美国历史上第一位享有国际声誉的科学家，他献身于科学事业。我对他充满了崇高的敬意。

接着，工作人员又带我们观看了气象宣传片，并让我们认识了雷电。雷电的活动强度是因地域的不同而不同的，有的地区强，有的地区弱。雷电预警信号有三级，分别以黄色、橙色、红色表示。

最后，我们来到了二楼参观并了解到天气预报的制作流程。通过今天的学习和参观，我学到了很多气象知识，收获满满！

今天，爸爸带我到位于杭州馒头山山顶的杭州气象局进行第二课堂的参观。

到了气象局，盖了章，我们便进了体验馆。从中，我懂得了许多气象知识，知道了空气结晶碰到0℃以下的温度就会变成雪。在北方，还会遇到暴风雪，就是大雪碰到暴风。它们夹杂起来卷向村庄，给人们带来很多的损失；闪电是一种自然界最大最强的放电火花。它的功率很大，可达到几亿甚至几十亿千瓦，比世界上最大的无线电视台的发射功率还要大几百万倍。所以，在几千千米甚至一万千米以外的地方也能收到雷电发射的电磁波。

后来，我们还玩了“风力自行车”和“抢答游戏”。抢答的都是气象知识，有些题目让我望而却步。因此，只得了个“良”。

这次来到气象局，不仅让我懂得了很多的气象知识，还有效地考验了我，收获真大！

今天晏老师要在第三节课的时候带我们去参观气象局，我们都期待着，期待着今天第三节课能快点到来。

第三节课终于到了，随着晏老师号令我们来到了楼下排列队形。我们在几分钟之内就排列好了队形，李校长就来到了我们这里开始给我们带路，向气象局走去。

来到气象局，我们先去听气象局工作人员对未来几天的天气变化做了一些简介，比如说：我们未来几天重庆市内各地的气温，中央气象局是如何把全国的天气变化收集完以及教我们识别风的等级和那些灾难对我们的影响。

然后我们又去参观万州新一代多普勒天气雷达的监控录像，让我们得知了天气预报是多么难得来整理。

工作人员又带着我们去参观测风向和风力的一种简单的仪器，我们在上面逗留了很久，工作人员给我们讲解，这个看似简单的仪器，但是为我们测风向和风力做出了很大的贡献。下来过后，我们每个人都有两本书，一本名叫气象灾害防御手册，那里面教给了我们如何在灾害发生后自我求生。

今天，我们去气象台参观，让我们了解了最近几天的温度和雨水的分布，也让我们了解了如何看气象表和一些仪器。这真是一堂有意义的课！

今天是星期六，晴空万里，阳光明媚，春风吹拂。我和妈妈准时到达了单县气象局。走进气象局看到了很多菏泽牡丹晚报的小记者，有我们人民路小学的，也有其他学校的。我们排着整齐的队伍等着气象工作人员的安排。

明德小学的小记者参观完毕，就轮到我们了。工作人员先为我们发放一本气象科普知识资料，然后开始参观。气象局的一位局长先带领我们参观了气象观测场。里面有一些气象检测仪。从他的讲解中，我了解到百叶箱能保护仪器，使仪器免受风吹，雨打，日晒，能真实的感应到外界空气温度和湿度的变化；量雨器能测出雨的多少；地面温度计能测出地面的温度，对种子发芽，植物生长有非常重要指导意义；风速传感器告诉我们今天刮的是什么方向的风……

跟着工作人员，我们走进室内，看了有关气象的宣传片，我又从中了解了大自然的奥秘，了解了天气现象。并知道了今天是一个有纪念意义的日子，3月23号，第59个国际气象日。

在院子里，一位阿姨又给我们讲解了气象自然灾害等知识。最后我们学校所有小记者合影留念。

虽然这次参观只有一个多小时，但我收获了丰富的知识，我非常开心！

周六上午，我们小记者来到驻马店市气象局参观。

首先来到一个房间，这个房间就是录制天气预报节目的演播室，老师在众多小记者中选了一个同学当小小预报员，只见他走进另一个房间，不一会儿电脑上就出现了那个同学的画面。哈哈，我终于知道天气预报是怎么录制的了！

参观完演播室我们来到了会议室，工作人员给我们每人发了一份《中国气象报》和一套气象知识小册子。接下来就是猜谜语环节了。老师先让我们看了几个小视频，说接下来的谜语答案就藏在这些视频里面，并且猜对了有奖品。

于是小记者们都认真地看了起来。视频看完了，开始猜谜语，大家都十分积极的举手参与猜谜语。我也积极举手参与，可是老师一直没有提到我。过了好一会儿老师终于提到我了，我一紧张把想好的谜底“火烧云”说成了“彩虹”，我遗憾地坐了下来。在最后的一道谜语时又提到了我，这次我冷静回答，终于拿到了奖品。

这次参观气象局让我对气象方面产生了很大的兴趣，还学到了不少气象的知识。

又是一个周一，我们下午得了个通知，说是要去气象局参观。我幸运地被选中了，当然还有幸儿和府瞰代表5（6）前往。

路上我不住地想象意着气象局长什么样子，也许是高楼，也许和我们家差不多——————沉浸在想象中的我甚至破天荒地没晕车，这兴奋的状态一直保持到下车。

到之后，我惊呆了。树木簇拥着。一栋组合大型别墅，旁水流从平台流下，击打在石块上，发出“啪啪”的声音，在这一片绿荫中显得分外清脆。隐约看见不远处有一地草地，上面摆满了仪器。

我们主要就是在外观察了解各种仪器，后又在内室看了短片，参加了问答。然而，我最敢兴趣的就是参观仪器。

可能是由于在学校也看过吧，也可能是更贴近生活，我对测气温的格外感兴趣。所以我对这个记得格外清晰。它外面是百叶箱，中间是个架子，上面放着温度计。当然，对这个温度计我是有特别问，这温度计也是有讲究的，由于水银温度低了会凝固，所以它用来测最高温度，而酒精温度计就是用来测最低温度的。

一到县气象局，我有些惊讶，眼前都是一些稀奇古怪的东西。有的像高塔，有的像鸟屋，有的像电话亭。一位老师指着一个“鸟屋”说：“这个是百叶箱，它离地面有1.5米，我们每天都要在这里观测三次——早上八点，中午两点，晚上八点。”接着，他来到了高塔前，大家也跟着一拥而上，我好不容易挤了个位置，听老师讲解。

原来，这个高高的东西叫“风塔”，上面安有避雷针，风塔有风速、风向。另一个短柱子，据老师解说，叫“自动雨量传感器”，可以测量雨量，雨落下来会翻动，翻动后，就可以给电脑一个信号了。

看完了“自动雨量传感器”，老师又指着一个“观测镜”，说是个“日照计”：它的左右两旁有两个小孔，里面有几张纸，纸上有一些药水，阳光通过小孔照进去，就会在纸上留下痕迹。

最后，我们又看了地温表、自动气象站，还参观了电脑室。半天与气象初识的感觉，让我们这些小记者懂得了很多气象知识，原来我们就是这样了解“老天爷”，并与他老人家神奇相处的啊！

7月14日上午，顶着炎炎烈日，《鄞州日报》小记者出发参观鄞州区气象局。

我们怀着满满的好奇心踏进了气象局的大门。我们首先来到了一个影视厅观看了关于“台风”和“观云识天”的宣传片，让我明白了怎样识别天气和台风的知识。我细细地看，用心地记，一扇扇的知识大门仿佛正向我敞开……之后，我们在球幕影院体验春、夏、秋、冬的四季轮回，在4D影院探索地球的奥秘。我们个个沉醉其中，身临其境，宇宙气象真的好奇妙啊！

参观后，我们就直奔主题——采访专家。我拿出本子和笔，有模有样地向专家提出了“闪电是怎样形成的？”专家回答说：“闪电是由于空气的上升运动，大气不稳定，产生对流，发出电流，所以就形成了闪电。”他的回答把我听得一愣一愣的，得好好琢磨琢磨……其他小记者也纷纷提问，专家像战士一样把我们提出的问题统统都给“消灭”了，让我佩服得五体投地。

采访即将接近尾声，我们也心满意足地装着一肚子的知识回家了。通过这次采访让我们知道了许多关于气象的知识，对变幻莫测的天气有了更多的了解。