翻斗式雨量計的應用及誤差分析

隨著雨量計的發展，地面觀測系統逐漸由過去的人工監測為主向自動觀測不斷轉變，地面觀測數據的準確性也隨之不斷提高。雨量計大面積應用，導致觀測數據密度增加，很好的滿足了科學研究以及天氣預報的精細化需求，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生的誤差、儀器設備安裝和維護不當產生的誤差和自然條件產生的誤差等三方面，分析雨量計產生誤差的原因，以及分析數據異常的處理方法。

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，將使翻斗左右翻轉，接觸開關將翻斗翻轉次數變成電信號，送到記錄器，在累積計數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生的誤差

翻斗式雨量計通過翻斗次數來計量降雨量，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，由此產生的計量誤差與雨強呈正相關。

針對降水強度大時誤差大的線性關系，經過認真分析，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象，從而產生誤差。根據翻斗式雨量計的測量標準，這種情況產生的誤差一般在4%允許范圍內。

二、儀器設備安裝和維護不當產生的誤差

通過各種雨量計數據的對比發現，如果翻斗螺母松動時翻斗式測量的數值明顯偏大，甚至超過4%的允許范圍，數據不可用。相反由于轉軸的摩擦，以及翻斗沾水或泥沙的影響都會阻礙翻斗翻動，造成數值偏小。

這種誤差是不可避免的，因此我們除了定期對設備進行維修之外，降水之后也要對數據進行歸納分析，得出誤差出現的原因，及時調整，以保證下次數據的可用性。

三、自然條件產生的誤差

自然環境產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的擺放也有一定的距離，當降水出現明顯不均勻時，各雨量計的測量結果也會出現不一致的現象。

在現代生活中，雨量計作為監測雨水多的主要儀器，在氣象、農業、水利等行業發揮著重要作用，同時雨量計也會因為天氣、設備自身、日常維護等各方面原因，引起數值測量的誤差，為了能夠獲得精確地數值，我們在使用設備時，一定要將這些問題重視起來。