【論文關鍵詞】普通雨量器 降水量 觀測誤差 分析
【論文摘要 】 本文分析了普通雨量器降水量觀測過程中引起降水量誤差的原因,並依據SL21—90《降水量觀測規範》的有關規定對普通雨量器降水量觀測誤差的控制做了明確的要求，對基層測站的實際工作具有性作用。
1、導言
普通雨量器是使用時間最長，而且設定最廣泛的降水量觀測儀器，它採取了把自然降水量通過已知一定面積的承水口收集後匯入儲水瓶，然後再將收集到的降水量用專用量杯量取的方法測取，所以它構造簡單，使用方便，是基層測站常用的降水量觀測儀器之一。但在觀測過程中和其它水文觀測專案一樣，由於受一些因素的影響難免存在一些觀測誤差，下面就其存在的誤差進行探討。
2、誤差來源
2.1溼潤誤差
普通雨量器的承雨器和儲水平內壁對部分降雨的吸附造成的水量損失，稱溼潤誤差。溼潤誤差是負向系統誤差，使觀測的降水量系統偏小。溼潤誤差與雨量器的、結構以及風速、空氣溼度和氣溫有關。雨量器內壁越光滑，口徑越小，承雨器溼潤面積越小，溼潤誤差越小。風速大、溼度小、氣溫高，溼潤誤差就大。
溼潤誤差包括承雨器和儲水瓶兩部分，用下式計算：
△pω=（C1+C2）n (1)
式中：△pω—為等時段降雨量觀測的溼潤誤差（mm）；
C1、C2—分別為承雨器和儲水瓶一次降水量觀測中的溼潤誤差（mm）；
n—為該時段內雨量器的溼潤次數。
SL21—90《降水量觀測規範》指出，每年降水量的溼潤損失一般為0.05—0.3mm，一年累計溼潤誤差可使降水量偏小2%左右；降微量小雨次數多的乾旱地區，年溼潤損失可達10%。
2.2蒸發誤差
降水停止到觀測時刻或降水間歇期間雨量器儲水瓶中水分蒸發造成的損失，稱蒸發誤差。蒸發誤差屬負向系統誤差。蒸發誤差可用下式計算：
Δpe=edhd+enhn （2）
式中Δpe—為時段降水觀測蒸發誤差（mm）；
ed、en—分別為雨量器白天和夜間蒸發損失率（mm/h）；
hd、hn—分別為時段降水觀測中白天和夜間的蒸發時間（h）。
降水觀測蒸發損失與觀測站所處的區域的氣候條件有關，而且隨季節不同而變化，所以蒸發誤差的有關引數必須通過實驗確定，不可盲目借用。
SL21—90《降水量觀測規範》指出，蒸發損失量可佔年降水量的1—4%。
2.3濺水誤差
較大的落在地面上，可濺起0.3—0.4m高，並形成一層雨霧隨風飄入雨量器內，使觀測的降水量大於實際降水量，這項誤差稱為濺水誤差。濺水誤差屬於正向系統誤差。
實踐證明帶風圈的雨量器濺水誤差可使年降水量偏大1%。
地面雨量器的濺水誤差可使年降水量偏大0.5—1%。
2.4動力誤差
風對雨量器承受降水的干擾造成水量損失，稱動力誤差。動力誤差由飄溢現象產生。飄溢現象是指降雨或降雪時部分降雨或降雪不落入雨量器中的現象。飄溢現象主要是由於雨量器在大風氣流中發生流嚴重變形而產生的.，此時經過雨量器上方的氣流和雨點的跡線幾乎與地面平行，使雨滴飄走而不是落在雨量器內，雪中的比重更小，因而飄溢現象更嚴重。
動力損失等於雨量器捕捉降水量與實際降水量之間的差值。由於觀測降水時多種因素影響，很難確定出實際降水量或真值降水量，而地面雨量器受風的影響較小，也就是說，不管風速有多大，地面風速總為零。雨滴又總要活在地面上，所以在無雨是濺入和風吹雪的干擾時，地面雨滴是捕捉的降水量接近實際降水量。
2.5儀器誤差
這裡的儀器誤差，是儀器作為工廠的合格產品本身具有的誤差，不包括儀器現場安裝除錯不合格、器口安裝不水平等認為原因產生的誤差。
2.5.1承雨器環口直徑加工誤差
設實際降水量為p0，承雨器環口標準內徑為D0,含有加工誤差的直徑為D，由此觀測的降水量為p，由於
(3)
應用權對標準差體，得
S(p)=2S（D） （4）
SL21—90《降水量觀測規範》規定，雨量器承雨器口內徑採用200mm，允許誤差為0.6mm,相對誤差為0.3%，以此作為限差，得器口加工誤差標準差S（D）=0.15%，由此引起的降水量觀測誤差標準差為
S (p)=2S（D）=0.3 %
當降水量p=10mm時，承雨器器口誤差引起的降水量誤差標準差S（p）=0.03mm。
2.5.2量雨杯示值誤差
量雨杯的內徑為40mm，截面積為12.6mm2，承雨器截面積為314.2cm2，是量雨杯的25倍，亦即將雨器收集到的1mm深的降水倒入量雨杯內，水柱則有25mm高；這就等於將降水深度放大了25倍，從而提高降水測量精度。
2.6測記誤差
SL21—90《降水量觀測規範》要求，降水量觀測要求記至0.1mm，其相應標準差為0.029mm。
2.7其他誤差
觀測場距離物或樹木太近、儀器承雨口不水平等，都可以給降水量帶來較大誤差，但只要按SL21—90《降水量觀測規範》的要求操作，這些誤差時可以減小或完全避免的。