1、称重式降水传感器与雨量器实测降水量对比分析摘要：本文利用长春国家基准气候站 2012 年 1 月 4 月、2012 年10 月 2013 年 4 月，共 11 个月的固态降水资料，从数据的完整性、可靠性、准确性三个方面对 DSH1 型称重式降水传感器实时监测的降水量与口径 20 厘米的雨量器人工测量的降水量进行对比分析。得出结论：由于测量原理与方法不同，两者数据存在一定的差异。当过程降水量5.0 毫米，称重式降水传感器降水量较口径 20 厘米的雨量器测得的降水量偏多5%12%左右，从而更接近真实值；称重式降水传感器对降水开始有量时存在着严重的滞后性，待改进。 关键词：DSH1 型称重式降水传感
2、器；固态降水；对比分析 中图分类号：P412.13 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2014）-01-24-1 随着社会的发展和生活水平的提高，人们对天气预报和灾害性天气的预警能力的需求也日益增强。北方冬季降雪频繁，出现灾害性暴雪天气次数增多。实时监测雪情，为做好气象防灾、减灾提供有利依据已成为观测台站的一项重要任务。DSH1 型称重式降水传感器增强了对固态降水自动连续观测能力，提高了观测资料密度和时效性，可为全社会应对重大冰雪灾害的应急保障能力提供快速、准确、动态的实时监测信息。 1 所用实测降水数据及对比分析 1.1 所用实测降水数据 2012 年 1 月 4 月、2012
3、年 10 月 2013 年 4 月，共 11 个月的称重式降水传感器实时监测与口径为 20 厘米雨量器人工定时实测的固态降水（固态和混合降水）资料。 1.2 从数据的完整性、可靠性、准确性三方面进行对比分析 数据的完整性。从实测记录看，无由于客观（如长时间停电或仪器故障）或人为原因造成的记录丢失或缺测；数据的可靠性。通过统计每月有无降水一致率来分析数据的可靠性。 （1）有无降水的一致率：以自动气象站采集数据 Z 文件中的过程降水量（降水间歇时间不超过 2 小时）为依据，过程降水量0.1 毫米即为有降水，否则视为无降水。当自动站过程降水量为 0，而人工观测降水量0.1 毫米；或自动站过程降水量0
4、.1，而人工观测降水量为 0，均作为一次不一致统计，否则为一致。从实测数据看：在实有 56 次降水过程中，只有一次人工观测降水量为 0.1 毫米，DSH1 型称重降水传感器没有显示降水量（记为 0.0 毫米） ，即有降水一致率为 98.2%。 （2）自动站观测降水量只与人工定时降水量比较，当人工定时降水量10.0 毫米时两者差值0.4 毫米，定时人工降水量10.0 毫米时两者差值百分率4%，则为一致。月一致率（%）=对比差值小于一致率范围的次数/有效总次数100%，从实测数据统计出各月的一致率为： 从上表可看出有 7 个月一致率达 100%，说明人工 20 厘米口径雨量器观测降水量与 DSH1
5、 型称重式降水传感器采集的降水量两者相关关系显著，同步性较好。但仍有 4 个月一致率未达 100%，造成不一致的主要原因是当降水量2.0 毫米时，称重式降水传感器采集的降水量较人工雨量筒测量的降水量偏多 2.5%20.0%左右。产生此种偏差的主要原因是称重式降水传感器承水口顶部外围有防风圈（人工雨量筒无防风圈） ，减少了风对降水的影响。另一原因是两种仪器承水口距地高度不同，雨量筒承水口距地面只有 70 厘米，而称重式传感器承水口距地面 120 厘米。 数据的准确性：准确度的评估仅采用有降水时间段的资料（过程降水量0.1 毫米） ，设 X 为参考标准降水量（人工雨量筒测量降水量） ，Xi为称重式
6、传感器采集的累计量。 由图 1 可看出，共有 45 次过程降水量5.0 毫米，有 7 次过程两者差值超过 0.2 毫米，占总次数的 15.5%。差值小于 0.2 毫米占总次数84.5%，准确度较高。 由图 2 可看出，有 11 次过程降水量5.0 毫米，但只有一次两者降水量对比差值4%，其他两者降水量对比差值均超出了规定范围，称重式降水传感器采集的降水量较人工雨量筒观测降水量偏多 5%12%，只有一次为偏少 16%（称重式降水传感器滞后，前期降水量未记录上） 。分析原因：（1）因风场变形或其他因素导致 20 厘米口径的雨量器测得的降水量较实际降水量偏少 10%50%。称重式传感器相对于 20
7、厘米口径的雨量器测得的降水量更接近真实值。 （2）分析称重式固态降水传感器测量数据偏少原因，可能为测量原理导致降水数据漏采样，数据采集上传时间滞后。 3 结论 （1）固态降水使用 20 厘米口径的雨量器人工观测，存在时效性差、误差大等问题，难以适应气象预警服务的需求，称重式固态降水传感器具有测量准确、稳定性高、数据实时性强，可有效提高冬季降雪防灾减灾能力。 （2）过程降水量5.0 毫米时，20 厘米口径雨量器测得的降水量与 DSH1 型称重式降水传感器采集的降水量两者相关关系显著，同步性较好。 （3）由于观测方法与测量原理不同，两者存在着一定的差异，从数据分析看，称重式固态降水传感器采集的降水量较 20 厘米口径的雨量器测得的降水量偏多（过程降水量5.0 毫米，偏多 5%12%） ，更接近真实值。 （4）在实际工作中，尤其在降雪前期，称重式降水传感器误差较大，对降雪有量时反应滞后，可能为漏采样或数据采集上传滞后。 作者简介：张俊茹，长春市气象探测中心。
