1、7.制作简单雨量器邱良川 申海明一、概念雨量器是用来测量降水量的仪器。从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、无蒸发、无 流失情况下，通过专用的器皿进行收集，测量出其所积聚的水层深度，我们 称为降水量。降水量的单位是毫米。在气象上，常常通过测量某一段时间内降水量的多少来划分降水 强度和等级。1 毫米的雨量，表示在没有蒸发、流失、渗透的平面上，积累了 1 毫米深的 水。如果按 1 亩地的面积计算，就等于往 1 亩地里倒了 0.667 立方米的水。 也就是等于往 1 亩地里倒了 667 千克水。据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大 雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨 6 种。由于
2、我国幅员辽阔，少数地区根据本省 具体情况另有规定。例如，多雨的广东日雨量 80 毫米以上称暴雨；少雨的陕西延安地区，日雨量达到 30 毫米以上就称为暴雨。雨量器是用于测量一段时间内累积降水量的仪器。专业的雨量器有很多种，有人工的瓶储式，有虹吸的自记式，也有自动的翻斗式等。最基本的一种如图所示：外壳是金属圆筒，分上下两节，上节是一个盛 水漏斗，为防止雨水溅失、保持器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀 刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。测量时，将雨水倒入特制的量筒内读 取降水量毫米数。降雪或者冰雹等固体物降落时，则将储水瓶取出，换上不带漏斗 的筒口，雪花和冰雹可直接收集在雨量筒内，
3、待雪或冰雹融化后再读数，或者用人工 将固体降水物融化后再进行测量，也可以资地雪等称出重量，然后根据筒口面积换 算成毫米数。二、活动的目的与意义降水测量是气象观测的重要项目，也是农业、水利等部门的重要观测项 目。然而，降水测量看似简单，其实其中大有学问，因此，要做好降水的测量工 作，准确地获取测量数据，必须首先弄懂测量的原理和方法。制作雨量器就必须在懂得原理的前提下，才可以动手。同时在制作的过程中获取和掌握相关的知识。1.懂得降水测量的相关原理；2.掌握降雨量的定义和测量方法。3.学会根据用途需要和材料的特点设计简单工具，并进行测试改进。三、材料和工具本活动向大家介绍两种雨量器的制作方法，大家可
4、以根据学生的程度或喜好选择两种或其中一种进行制作。1.直测式雨量器制作的工具与材料1.1 一个尽可能大的平底塑料瓶，可用“金龙油”瓶等，最好用现成的“透明盛液筒” ，如上图。1.2 剪刀1.3 尺子（可以使用手册提供的标尺）1.4 透明胶带1.5 短钢筋等（防吹倒固定用）2.量筒式雨量器制作的工具与材料2.1 漏斗：一只口径稍大的塑料漏斗；2.2 一只直径略小于漏斗的塑料瓶子；2.3 实验室里的直筒型塑料量筒；2.4 透明胶布等。四、活动的方法与过程1.直测式雨量器制作的方法与过程1.1 剪去瓶子上部锥形部分，剪之前最好先画好线，尽量一次性剪平直；1.2 把剪下来的锥形部分倒扣在瓶子中，形成一
5、个漏斗。用胶带将漏斗 与瓶身固定好，使其牢固，盛水器口应保持水平、光滑。1.3 用较韧的纸画上刻度，最小每格 1 毫米，也可把文所提供的刻度剪 下来贴上去。然后用透明胶带将刻度尺整个固定在瓶身上，以防水湿。1.4 也可以利用小刀等尖锐工具在瓶身上直接刻上刻度，为明显再涂上 颜色。1.5 如果找不到平底的塑料瓶，也可以使用底部不平的瓶子，但在使用的时候先在底部加些水，水面高于底部凸起的部分，直至底面水平，贴刻度纸的时候， “0”的位置要与水平面对齐。2. 量筒式雨量器制作的方法与过程2.1 雨量器的制作：如图，把塑料漏斗平整地放在瓶子上，保证风吹雨打时不会晃动或掉地。2.2 专用量筒的制作：2.
6、2.1 测量出雨量 器漏斗 的直径 ；2.2.2 同时测量出塑料量筒的直径；2.2.3 根据以下公式进行换算：换算公式：圆柱体体积=半径 半径高例如：你 的漏斗直 径为 150 毫米，量筒的直径是 50 毫米，先算出 1 毫米的 降水倒入量筒后的高度是多少？计算的公式是：1 毫米雨量的体积=3.141675(漏斗半径) 751(降水高度)=17651.5(立方毫米)50 毫米直径的量筒底面积=3.1425(量筒半径) 25=1962.5(平方毫米)1 毫米雨量倒入量筒的高度=17651.51962.5=9(毫米)也就是说，漏斗中承接到的 1 毫米雨量倒入量筒中的高度应该是 9 毫米。计算好以后
7、，在纸上画好一张每隔 9 毫米为一单位的刻度表，并把每一单位再分成 5 或者 10 等份，需要画多少个单位视量筒的高度，如量筒高度有 20 厘米，可以画 20 个单位（9 毫米20） 。并依次标好 0、1、2、320（单位：毫米）五、说明1. 直测式雨量器制作比较简单，但实际测量时误差比较大，雨量越小，测量的精度越差；当雨量小于 1mm 时，几乎无法读数。为了提高测量的精确度，就需要把降水量的读数进行“放大” 。第二种方法更适合于平常实际测量时使用。2.使用量筒式雨量器测量降水量时，把从漏斗中收集到瓶子里的水倒入自制刻度的量筒中，如果一次倒不完，可以分多次进行，然后把几次数字相加，就是这一阶段的降水量。用这种方法测量的降水量可以精确到 0.1 毫米。当全部制作完成后，就把雨量筒放置在四周没有阻挡的空地上，为防止被风吹倒或者人和小动物碰倒，可以在地上瓶子的周围插入几根短钢筋，把瓶子固定住。六、温馨提示1.制作时需要用剪刀等工具时，需要注意安全；2.尽可能把雨量筒制作得牢固美观；3.画刻度线时要细心、认真，尽量做到刻度均匀，线条平直。七、活动分析八、结论九、科学博士1.同类问题：风向标或其他气象观测仪器的制作。2.拓展链接：制作过程的物理原理和数学公式运用。3.延伸思考：气象站中所使用的测量仪器的基本用来思考。
