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翻斗式雨量計的應(yīng)用及誤差分析
隨著雨量計的發(fā)展，地面觀測系統(tǒng)逐漸由過去的人工監(jiān)測為主向自動觀測不斷轉(zhuǎn)變，地面觀測數(shù)據(jù)的準確性也隨之不斷提高。雨量計大面積應(yīng)用，導致觀測數(shù)據(jù)密度增加，很好的滿足了科學研究以及天氣預(yù)報的精細化需求，也大大減輕了觀測人員的勞動強度。
目前國內(nèi)氣象站用于觀測降水量的儀器從人工到自動，主要有人工觀測雨量計，翻斗式雨量計、虹吸式雨量計、稱重式雨量計等四種。由于各種降水量觀測設(shè)備的檢測方式及工作原理不盡相同，導致測得的降水量也有很大差異。
在以上四種常用的雨量計中，翻斗式雨量計可以說是很具有代表性的一款設(shè)備，接下來本文將以翻斗式雨量計為例，講解降水強度和測量方式產(chǎn)生的誤差、儀器設(shè)備安裝和維護不當產(chǎn)生的誤差和自然條件產(chǎn)生的誤差等三方面，分析雨量計產(chǎn)生誤差的原因，以及分析數(shù)據(jù)異常的處理方法。
翻斗式雨量計
翻斗式雨量計的原理主要由雨水從上端的承雨口進入承水器，落入引水漏斗，經(jīng)漏斗口流入翻斗，當積水量達到一定高度（比如0.1毫米）時，翻斗失去平衡翻倒；將水倒出，隨著降雨持續(xù)，將使翻斗左右翻轉(zhuǎn)，接觸開關(guān)將翻斗翻轉(zhuǎn)次數(shù)變成電信號，送到記錄器，在累積計數(shù)器和自記鐘上讀出降水資料，如此往復即可將降雨過程測量下來。
雨量計三種常見的誤差
一、降水強度和測量方式產(chǎn)生的誤差
翻斗式雨量計通過翻斗次數(shù)來計量降雨量，但是降水強度突然變大時，由于翻斗工作需要反應(yīng)時間，致使另一翻斗盛滿水還未來及翻動，造成計量誤差，由此產(chǎn)生的計量誤差與雨強呈正相關(guān)。
針對降水強度大時誤差大的線性關(guān)系，經(jīng)過認真分析，其原因可能是由于當降雨強度大時，流入計量翻斗的水速會非常快，導致計量翻斗在一次翻轉(zhuǎn)過程中，水未流盡時，又有雨水流入計量翻斗，使得計量翻斗回到原位，這樣流入計量翻斗的雨量就小于0.1毫米，導致翻斗式雨量計計量的水量大于實際降水量。并且由于水未排盡，計量翻斗的水量很快又達到相當雨量0.1mm以致再次翻動形成連跳現(xiàn)象，從而產(chǎn)生誤差。根據(jù)翻斗式雨量計的測量標準，這種情況產(chǎn)生的誤差一般在4%允許范圍內(nèi)。
二、儀器設(shè)備安裝和維護不當產(chǎn)生的誤差
通過各種雨量計數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn)，如果翻斗螺母松動時翻斗式測量的數(shù)值明顯偏大，甚至超過4%的允許范圍，數(shù)據(jù)不可用。相反由于轉(zhuǎn)軸的摩擦，以及翻斗沾水或泥沙的影響都會阻礙翻斗翻動，造成數(shù)值偏小。
這種誤差是不可避免的，因此我們除了定期對設(shè)備進行維修之外，降水之后也要對數(shù)據(jù)進行歸納分析，得出誤差出現(xiàn)的原因，及時調(diào)整，以保證下次數(shù)據(jù)的可用性。
三、自然條件產(chǎn)生的誤差
自然環(huán)境產(chǎn)生的誤差就顯得比較無奈，降水在空間的分布是不均勻的，各種雨量測量儀器在觀測場內(nèi)的擺放也有一定的距離，當降水出現(xiàn)明顯不均勻時，各雨量計的測量結(jié)果也會出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。
在現(xiàn)代生活中，雨量計作為監(jiān)測雨水多的主要儀器，在氣象、農(nóng)業(yè)、水利等行業(yè)發(fā)揮著重要作用，同時雨量計也會因為天氣、設(shè)備自身、日常維護等各方面原因，引起數(shù)值測量的誤差，為了能夠獲得準確地數(shù)值，我們在使用設(shè)備時，一定要將這些問題重視起來。