随着雨量计的发展,地面观测系统逐渐由过去的人工监测为主向自动观测不断转变,地面观测数据的准确性也随之不断提高。雨量计大面积应用,导致观测数据密度增加,很好的满足了科学研究以及天气预报的精细化需求,也大大减轻了观测人员的劳动强度。
翻斗式雨量计由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器,感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成;记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板等构成。
测量时,雨水从最上端的承雨口进入翻斗式雨量计承水器,落入引水漏斗,经漏斗口流入翻斗,当积水量达到一定高度(比如0.1毫米)时,翻斗失去平衡翻倒;将水倒出,随着降雨持续,将使翻斗左右翻转,接触开关将翻斗翻转次数变成电信号,送到记录器,在累积计数器和自记钟上读出降水资料,如此往复即可将降雨过程测量下来。
翻斗式雨量计产生误差的三大原因:
(1)降水强度和测量方式
翻斗式雨量计通过翻斗次数来计量降雨量,但是降水强度突然变大时,由于翻斗工作需要反应时间,致使另一翻斗盛满水还未来及翻动,造成计量误差,由此产生的计量误差与雨强呈正相关。
针对降水强度大时误差大的线性关系,经过认真分析,其原因可能是由于当降雨强度大时,流入计量翻斗的水速会非常快,导致计量翻斗在一次翻转过程中,水未流尽时,又有雨水流入计量翻斗,使得计量翻斗回到原位,这样流入计量翻斗的雨量就小于0.1毫米,导致翻斗式雨量计计量的水量大于实际降水量。并且由于水未排尽,计量翻斗的水量很快又达到相当雨量0.1mm以致再次翻动形成连跳现象,从而产生误差。根据翻斗式雨量计的测量标准,这种情况产生的误差一般在4%允许范围内。
(2)仪器设备安装和维护不当
通过各种雨量计数据的对比发现,如果翻斗螺母松动时翻斗式测量的数值明显偏大,甚至超过4%的允许范围,数据不可用。相反由于转轴的摩擦,以及翻斗沾水或泥沙的影响都会阻碍翻斗翻动,造成数值偏小。
这种误差是不可避免的,因此我们除了定期对设备进行维修之外,降水之后也要对数据进行归纳分析,得出误差出现的原因,及时调整,以保证下次数据的可用性。
(3)自然条件
自然环境产生的误差就显得比较无奈,降水在空间的分布是不均匀的,各种雨量测量仪器在观测场内的摆放也有一定的距离,当降水出现明显不均匀时,各雨量计的测量结果也会出现不一致的现象。
在现代生活中,雨量计作为监测雨水多的主要仪器,在气象、农业、水利等行业发挥着重要作用,同时雨量计也会因为天气、设备自身、日常维护等各方面原因,引起数值测量的误差,为了能够获得精确地数值,我们在使用设备时,一定要将这些问题重视起来。