降水测量~气象仪器和观测方法指南

6概述量，也不争论那些需要特地装备的不是标准气象观测的测量〔例如雨滴的尺度分布。雷达和卫星的降水测量，以及在海上的降水测量分述于别的几章中。有关降水测量的信息也可参阅WM1994，其中对积雪的测量赐予了尤其详尽的描述。代表性在降水测量中是特别锋利的问题。降水测量对仪器的安置、风和地形等都格外敏感，而描述测量环境历史沿革的资料对降水资料的用户是至为重要的。更牢靠。这一点在设计站网时应当是主要的考虑因素。定义降水是从云中降落或从大气沉降到地面的液态或固态的水汽分散物，包括：雨、雹、雪、露、雾凇、白霜和雾降水。在一段时间降落到地面的降水总量，用降水所掩盖的水平地外表的垂直深度来表示〔固态降水用水的当量，降雪也可用掩盖在平坦水平外表上的雪深度来表示。单位和标尺降水的单位是长度单位。对液态降水通常以毫米为单位。日降水量应当读到0.2mm，最好读到0.1mm。周和月的降水总量，至少应准确到1mm。日降水量的测量应定时进展。少于0.2mm的降水通常作为微量降水。降水率的单位用单位时间的长度表示，通常为mm.h-。降雪测量以厘米及其格外位为单位，读到0.2cm。少于0.2cm的降雪通常作为微量降雪。每日地面雪深的测量读到厘米的整数位。气象要求第1章对降水测量的准确度、围和区分率提出了要求，并规定5%为可到达的准确度〔置信度为95%。就天气和气候应用来说，一般观测时次是每小时、每3小时和每日。对于某些应用，要在格外短的时间去测量格外强的降水速率，就要求格外大的时间区分率。对于某些应用，可使用观测间隔为数周和数月的储水式雨量器。测量方法仪器雨量器是测量降水最常用的仪器，通常是一个有垂直周边的开口承水器，承水器为正圆筒，如主各不一样，因此，其测量值不具有严格的可比性。对收集到的降水要进展体积或重量测量，重量测量量，受水口要高出地面，并在四周设置人工防风圈。降水测量对仪器的安置，特别是对风格外敏感。6.2节中争论雨量器的安置问题，而6.4节相当具体地争论雨量器测量降水的误差和可用的修正。本章还争论测量其它类型降水〔雾、冰等〕和积雪的一些特别方法。但对一些尚未应用于常规测量的有争议的方法，例如利用光学散射方法的光学雨量计，就不作描述。在近期的会议报告中，例如由仪器和观测方法委员会组织的〔WMO，1994b〕国际降水测量工作组的报告〔斯洛伐克水文气象争论所和瑞士联邦技术争论所，1993；WMO，1989b〕中有正在开发的方法的有用信息。代表一个有限的区域，这个区域的大小是资料累积期的长短、该区域自然地理的均匀性、当地的地形本书其次编进展表达。原理上，把三种区域性降水资料适当地综合成国家降水网络〔自动雨量器、雷达和卫星，有望给使用大围降水资料的用户供给足够准确的业务区域降水估量。14标准雨量器和相互比对6.4节中所争论到的其它误差。雨量器所收集的降水量比高于地面的雨量器要多WM198。将雨量器放置在坑，雨量器的口与地面齐平。雨量器与坑边要有足够的距离，以防雨水溅入。用高强度塑料或金属做成的〔中心开口以放入雨量器〕防溅网跨架在坑口，坑要有排解积水的设备。WMO〔1984〕给出了这种坑式雨量器的设计图。用于固体降水测量的标准雨量器，称之为双栅式比对用标准〔DFI。这种标准雨量器是在已有偏斜防风圈的Tretyakov雨量器的四四周以八角形的双层垂直栅栏。其设计图和说明已由Goodison,SevrukandKlemm(1989)，WMO〔1985WMO〔Goodison等，将出版。在附录6.中给出了用标准雨量器与雨量器进展比对的建议。档案料，并汇编成测站的历史沿革材料。节争论了必需保存的场地的资料，这就是场地的具体描述，包括：雨量器四周主要障碍物的仰角，雨量器的外形，雨量器受水口离地高度以及测风仪器的离地高度。下面各节〔特别是6.4节〕争论各种类型仪器和施加于降水测量结果的修正值。这些修正值存在着不确定性，故必需保存原始记录和修正公式。观测方法上的任何转变也必需记录存档。11次会议(1994)推举。选址与安置任何测量降水的方法都是为了猎取在所要代表的区域〔无论是天气尺度、中尺度或小尺度〕真实SevrukandZahlavova(1994)。WMO〔1992b〕对雨和雪的区域代表性作了具体的争论。WMO〔1994a〕对有关区域降水和地形修正的计算方面的文献作了介绍。大于障碍物与雨量器受水口高度差的两倍以上。对每一场地，应当估算其障碍物的平均仰角，并绘制/或积雪的地点应当尽量选在避风的地方，各个方向的来风起到有效屏障的地方。然而，对液态降水，承受与地面齐平的雨量器可以有效地削减风的影响和场地对风的影响，或承受以下方法使气流在雨量器受水口上方水平流淌。这些方法，按其效果大小排列如下：将雨量器安装在有稠密而均匀的植被的地方。植被应当常常修剪，使其高度与雨量器受水口高度保持一样；在其它地方，可承受适宜的围栏造成类似〔a〕的效果；在雨量器四周装防风圈。地面，以防止过多的雨水溅入。非自记雨量器非自记或人工测量降水方法是需要由观测员作测量的方法。一般雨量器仪器通常使用的雨量器包括一个集水器，它置于漏斗的上方，漏斗则导向储水器，两次观测之间累积误差。对降雨尤其是降雪建议使用防风圈。已有多种雨量器承受了防风圈〔参见WMO1989。测量储水器中的水深。对液态降水来说，集水器受水口尺寸的大小并不是关键，但假设固态降水的量比较大，则需要至少是面积为200cm2的，200cm2—500cm2的雨量器是最为适用的。对雨量器的主要要求如下：集水器受水口的边缘必需锋利，壁垂直，外壁陡斜。用于测量降雪的雨量器，在设计上，要使湿雪在受水口边缘不易积聚，以免受水口口径因之变小；要知道受水口的面积，其误差应不大于0.5%，正常使用条件下，构造上应保证受水口面积保持不变；集水器的设计应当防止水的溅入或溅出，对此可以通过足够深的垂直壁和倾斜角度足够大的漏斗〔45°〕来到达。以下图给出了适宜的设计；适宜的雨量器集水器构造上应尽量削减沾湿误差；储水器的进水口要小，并应有效防止辐射以削减蒸发的损失。每周或每月才进展一次读数的雨量器，其构造设计与每日观测的雨量器形式相像，只是其储水器的容量要大且要结实些。和尺寸。其直径应小于雨量器受水口直径的33%，直径越小，测量准确度越高。刻度应精细，一般来0.2mm0.1mm2mm2mm的标度最大误差不应超过±0.05mm2mm0.02mm。测量小的降水量时，如想获得适宜的准确度，可将量筒底部的直径渐渐变小。为避开视线误差，有助于削减此类误差。蒸发的油，则木制量尺就不适用，在这种状况下，可以承受金属或其他便于除去油污的材料制成的量刻度，至少每隔10mm标以数字，并应包括放入量尺时其本身所带来的修正量。量尺刻度任意点的最大误差不能超过±0.05mm。只要有可能，应当用容积测量法来检验量尺的测量结果。操作读数时，应使量筒保持垂直，观测者应留意视线误差。每次观测后，应马上对非自记雨量器收集到的雪马上进展称重或将其溶化，再用有刻度线的量筒进展测量。也可以一起称重，这是有假设干优点的方法。先称出储水器和水的总重量，再减去储水器的重量。这种方法没有水溅出的危急，并且任何附着在筒壁上的水也包括在所称的重量之中，这是很一般的方法，简易可行。校准与维护受水口的直径并确保它在允许的误差围。校准还包括对量筒或量尺的容量值检查。常规维护应当包括：随时对雨量器的水平状态进展检查，以防超出限度〔参见Rinehart，1983和Sevru，198皂水和清水洗刷到达，应当按要求更换破损部件；在有可能的地方，雨量器四周的植被应当修剪到5cm储水式雨量器集水器，漏斗导向一个能足够储存整个季节降水量的大的储水器〔或者是多雨地区的月总量。为减少蒸发，应在储水器放入一层厚度不小于5毫米的适宜的油或其它蒸发抑制剂以削减水分蒸发〔WMO1972，降水应能顺畅地通过油层并沉降到油层下的防冻溶液中。为使落入雨量器中的雪变为液态，应在储水器中参加防冻液。防冻液要保持均匀分散状态。按重量计算，将37.5%的商品氯化钙〔纯度78%〕和62.5%的水混合配成效果满足的防冻液。乙二醇的水溶液或乙二醇与甲醇混合的水溶液也可以选用。后者价格较高，但腐蚀性比氯化钙小，而且在雨水混33%。在一些国家，这种防冻液和油被认为是有毒的消耗品，是有害于环境的。应从当地环境保护机构取得处理这些有毒物质的指导准则。〔参见6.3.1节一般雨量器一样施加修正。器的位置难以找到等，这些都需要实施特地的治理。对这些雨量器的数据作质量评估时要特别留意。雨量器的误差与修正6.5有关误差与修正的全面资料可在WMO〔1982，1984，1986〕中找到，特别是有关降雪量的测量误差和修正，在WMO〔1994b〕和Goodison等人的著作〔马上出版〕中均有所述。近期用于调整加拿大、WMO〔1982〕WMO〔1989a〕描述了误差是如何发生的。有关这个论题的会谈论文收集在WMO〔1986，1989b〕中。用一般雨量器测出的降水量可能比实际到达地面的降水量要少30%甚至更多。系统性误差将随着降水形态〔雨、雨夹雪、雪〕的不同而变化。固体降水测量中的系统误差通常要大于液体降水测量中的系统误差，而且可能高达一个数量级。在水文学的很多应用中，必需首先对资料作出调整，以便在进展计算前考虑到误差。固然，这种调整可能也是不准确的〔甚至可能使事情变得更糟。所以，原始资料应作为根本档案永久保存，以维系数据的连续性，并作为将来数据调整改进的最正确根底——假设有一天，这种改进成为可能。修正下述局部的或全部的误差项，可以估算降水量的真实值：在雨量器受水口上方，由于系统的风场变形而导致的误差，一般对降雨为2%—10%，对降10%—50%；由于沾湿集水器壁导致的沾湿误差；倒空储水器时导致的沾湿误差，b、c2%—151%—8%；储水器水分蒸发导致的误差〔在炎热气候条件下尤为重要〕为0%—4%；由于吹雪或飘雪导致的误差；溅入的或溅出的水导致的误差，为1%—2%；随机误差和仪器误差。前6项误差是系统性误差，是按其重要性挨次排列的。由吹雪或飘雪，以及溅入的或溅出的水导e项和f以量化，对大多数雨量器的数据调整的一般模式承受以下形式：P kPk c

kPg

P1

P2

P3Pk

为调整后的降水量，kPc

为集水器收集到的降水量，P为雨gPP

为储水器倒空后沾湿损失的调整量；1 2P为储水器蒸发损失的调整量。3这些修正用于日降水总量或月降水总量的测算，或在某些场合中，也可用于单次降水的测算。降水强度、空气温度和湿度，以及雨量器场地的特征。有了风速、降水形态和强度等变量就足以确定修正值，有时仅用风速一个变量就能确定。在那些没有做过变量观测的测点，通过对邻近测点观测值的插值也可以作出修正，为慎重起见，这种方法只能用于月降雨量数据的修正。的，那么，在四周地表的平坦度和四周障碍物视仰角的状况下，用平均风速的换算公式可求出受水口的风速。附录6.B给出了换算公式。公式与场地状况亲热相关，需要对站址环境状况和雨量器体降水而言。因此，雨量器应以自然〔如树林空地〕方式或人工方式〔即Alter，加拿大的NipherTretyakov〕予以挡护，以削减风速对固体降水量测量的负面影响。形式而变化，也是雨量器倒水次数的函数。平均沾湿误差每次观测可到达0.2mm6测量一次的天气站，这种损失可能格外严峻。在某些国家，沾湿误差占到冬季降水量的15%—20%。在观测时进展沾湿误差修正是可行的。设计精良的雨量器，沾湿误差很小。雨量器壁应平滑且用不易受污染的材料制成。比方漆面是不适宜的，但搪瓷面就很适用。构造上的接缝应尽量少。11次会议(1994)推举。蒸发损失随雨量器形式和季节而变化。蒸发损失对于集水器不带漏斗装置的雨量器是严峻的问题，在春季尤甚。依据报告每天有超过0.8mm的损失。冬季的蒸发损失相对夏季的月份要少得多，约在0.1—0.2mm/还利用外层外表的反射以保持低水温。很明显，在各种天气状况下，为使用不同的雨量器和防风圈所得到的资料具有可比性，对实际测量值进展修正是必要的。但是，但凡为了削减误差而对降水观测值进展了修正的，猛烈地建议应将测量值与修正值同时公布。自记雨量计6.4在一般应用中，有3种形式的自记雨量计：称重式雨量计、翻斗式雨量计和浮子式雨量计。只有的无运动部件的自动雨量计也可承受，这些雨量计使用诸如电容探头、压力传感器，以及光学或小型雷达装置以供给与降水当量成正比关系的电子信号。称重式自记雨量计仪器记录。全部降水，包括固体和液体形式，在其降落时就记录下来。这种雨量计通常没有自动倒水的装置，其容积〔在倒水前的最大蓄积量〕相当于量程从150mm750mm。这类雨量计必需使之保持最小的蒸发损失，为到达此目的，可向储水器添加足够的油或其他蒸发抑制液，在水面上形成一层薄膜。由〔见6.3.2节〕以溶化固体降水。防冻液的用量要依据推测降水量的多少以及推测在最小浓度时的最低温度来打算。度与它们的测量和/或记录特性有直接关系，这些特性由于制造厂家不同而有所不同。误差与修正6.4实行短时间〔1〕读数平均的方法，可削减这些不规章的记录所造成的误差。人工观测误差或某种系统误差相关的随机误差，特别是蒸发误差和沾湿误差。在某些国家，把微量降以削减，由于即使格外小的降水量也会随时间而累积。〔如月气候总计的修正可能更为困难。自动天气站的关心资料，如雨量计高度处的风速、气温、当前天气和雪深等，对准确判别和修正自动雨量计的降水测量值是有用的。校准与维护水器或储水器，就供给与降水量等值的预定值。校准应在试验室进展并应遵从制造商的说明。设备的日常维护应每3-4个月进展一次，取决于观测点的降水状况。雨量计的外状况都要检查，看有无松动或破损的部件，并保证雨量计水平放置。对记录作去除和注释前，必需对人工读数与记录纸或磁带的记录作比照检查并确保全都。对集水器或储水器应倒空、检查和清洁。假设有必要，重注入只用于测雨的油，或者在预料有固体降水时，则应注入防冻液和油〔6.3.2节。为使雨量计有最大的使用围，应将记录装置置于“零”位。必要时，对磁带、记录纸以及电源也应检查和更换。需要一个万用电表以检查雨量计的电源和记录系统，并使数据记录器回零。翻斗雨量计翻斗雨量计适用于降雨率和降雨累计总量的测定，降雨率的测定可达200mm.hr-1甚至更高。仪器稳定平衡的状态。在其正常位置时，斗应停靠在两个定位销之一上，定位销使斗不致完全翻转。雨水由集水器导入斗的上部，设定的雨量进入斗的上局部后，斗变得不稳定并倾倒至另一停靠位置。斗的两局部设计成这样一种形式：雨水会从斗的较低局部流空，与此同时，连续降落的雨水落入刚进入位成的记录，记录上每一步的距离代表技术指标规定的小量降雨发生的时间。假设需要具体的记录，规0.2mm。规定雨量的斗。在大雨时250mm.h-1，这一误差格外显著。但这种误差是可以掌握的，最简洁的方的峰值。此外，还可附加一个装置以加快斗的翻转过程；主要是利用一个小薄片受到从集水器注入的雨水冲击，从而给斗施加一个随降雨强度而变化的额外的力。由于翻斗雨量计适合于数字化方法，所以对自动天气站特别便利。由触点闭合所产生的脉冲，能记录器。误差与修正源包括：大雨时翻斗翻转的水损失，虽能削减但无法铲除；通常设计的翻斗，其暴露的水面与其容积相比较大，导致水分蒸发的损失明显，特别是在炎热地区。这种误差在小雨情形也是显著的；在毛毛细雨或很小的雨的情形下，记录的不连续性无法供给满足的数据，特别是降雨起止时间无法准确界定；雨水可能附着于斗壁和斗边上，导致斗残存水，翻转动作就需要抑制这额外重量。经测试，打过蜡的斗翻转所需水量比未打蜡的斗少4%。在没有调整斗的校准螺丝的状况下，由于外表氧化或受杂质污染以及由于外表力的变化等缘由而使斗的沾水性能转变，也使得容量的校准值发生转变；从漏斗流入承水斗的水流可能导致略高的读数，这取决于进水嘴的尺寸、形式和位置；由于雨量计的水平状态未调整好，仪器极易产生摩擦和使斗处于非正常平衡状态。加以修正。误差，加热的翻斗雨量计的测量效果格外之差。因此，不提倡在冬季在一个长期处于0℃以下的地区用这种雨量计进展降水的测量。校准与维护的容量，这一过程应在试验室条件下完成。量器进展每日的比对可以供给有用的修正系数，这是一种好的方法。各站的修正系数会不一样。对于小强度降雨，修正系数通常大于1.〔读数低，对于高强度降雨，修正系数小于1.〔读数高。修正系数与降雨强度之间的关系不是线性而是一曲线。每年以校准的翻斗装置更换旧的。浮子式雨量计在这类雨量计中，雨水流入装有浮子的浮子室中，当浮子室的水面上升时，浮子随水面上升而垂直移动，通过适当的机构带动自记笔在自记纸上移动。通过对集水器受水口、浮子、浮子室三者大小的调整，任何样式的自记纸都可以承受。为了供给一个有用时段〔一般要求24小时〕的记录，或者是将浮子室做得很大〔在这种状况下使得自记纸的比例压缩，或者是供给一种机制，当浮子室水满时能自动快速地将水排尽，使自记笔回到自记纸的底线上。通常是承受虹吸管方式。实际的虹吸过程应当在预定的水位上准确地开头，在15秒。在有些仪器中，浮子室组件安装在刀口上，使装满水的浮子室失衡，而水的涌动促进了虹吸过程，当浮子室排空后，浮子室会回复到原来的位置。有的自记雨量计有一个强迫虹吸装置，虹吸过程不超过5秒钟。有一种程完毕后将水排入主浮子室中，以保证降雨总量的正确记录。在冬季，假设浮子室收集的水有结冰的可能性，则有必要在雨量计部安装加热装置〔最好用恒温仪掌握。这样可使浮子和浮子室免受损害，并使在结冰期间的降雨量仍得以记录下来。在有电源的地方，用小型加热器或电灯就很适宜，没有电源的地方需要用另外的能源。一种简便方法是利用一段要水平，由于热量能使雨量计上方空气产生垂直运动和增加蒸发损失，从而降低观测的准确度。除了用水量进展校准外，这种雨量计的维护与称重雨量计一样〔见。露、积冰和雾降水的测量露和叶片潮湿程度的测量露的生成主要是在夜间，虽然量不大且随地点不同而变化，但在枯燥地区却很重要。在格外枯燥的地区，凝露的量可能与降水的量相当。植物叶片暴露在由露、雾和降水形成的液体水分中，对于植物病害、昆虫活动以及作物收割和加工处理等起着重要的作用。为了评价露在水文学方面的作用，区分露的形成是很有必要的。由于大气中的水分向下输送，而在冷却的物体外表分散成的露，称为“降露从土壤和植物蒸发的水汽在冷却的物体外表分散成的露，称为“蒸馏露由叶片渗出的水所分散成的露，称为“吐水露所生成的露，通常以kg·m-2mm0.1mm。叶片的潮湿程度可以描述为轻、中、重，但最重要的测量是其开头时间或持续时间。测量露和叶片潮湿持续时间的仪器评述及其参考书目，在WMO〔1992a〕中给出。下面介绍叶片潮湿程度的测量方法。露量与凝露外表的特性〔如辐射性质、大小、和方位〔水平或垂直〕有着严密的关系。可以通〔如导电率〕的测量等来估算露量。问题在于对平面的选择，由于用仪器得到的结果本质上并不能代殊应用是重要的话。一些仪器被用于直接测量露的发生、露量、叶片潮湿的持续时间和露的持续时间。露的持续时间因存在雨、雪、湿雾、露等水分而引起的导电率变化的电测元件。露的称量器可以将那些以降水形式灵敏的蒸渗仪进展测量〔110。WMO〔1992a〕提出两种特别电子叶片潮湿仪作为研发的标准仪器。还推举了不同的叶片潮湿模拟模型。有一些仪器用于能量平衡争论〔反向蒸发模型，另一些用于相互作用的争论。这些争论的很多方面都要求进展微气象测量。圆满的是，至今还没有公认的标准测量方法来对其进展检验。积冰的测量几种现象可导致冰在物体外表累积。冷冻降水形成的积冰称为雨凇，这种形态的冰最具破坏性。白霜〔通常称之为霜〕是露点温度在冰点以下的空气冷却至饱和状态而形成的。白霜通常是由直接凝华在小直径物体〔如树枝、植物茎干、叶片边缘、线、杆等〕上而形成的连结状冰晶的沉积。雾凇是一种白色或乳白色的不透亮冰粒沉降物，它是过冷却水滴接触到暴露物体时快速冻结而形成的。测量方法在气象站，对积冰的观测通常是定性的多，定量的少，这主要是由于缺乏适宜的传感器。积冰显示器通常由阳极化处理的铝制成，用来观测和报告冻雨、霜、凇冰的发生。要的，由于在山区迎风面的积冰量可能会超过正常的降水量。观测的系统包括：标杆和柱桩以及在其上安装的两对平行金属线，一对东西向设置，另一对南北向设置，是用来聚积冰的。金属线可以悬挂于任何高度，每对中较高位置的线可以取下。在观测的时候，将两条在高处的线取下置于一特别的容器，然后在室将其溶化并称重。装在低处的线是固定不动的，用于测量积冰的横截面。有些国家用自记仪器连续记录雾凇，用一个垂直或水平安装的杆、环或平板作为传感器，在自记白霜的消灭与存在，测冰器是一块直径为30cm的胶合板做成的圆盘，装在一根垂直固定在地中的柱子上，圆盘可以沿着柱子上下移动并可固定在任何高度上。通常，圆盘的位置应贴近雪面，以便收集雾凇和白霜。另外，在柱子顶端以下20cm处，装一个直径20cm的圆环，也可以用来收集雾凇。用一根直径0.2-0.3mm的金属线或线绳，从柱子顶端垂直连接到环上，可以用来观测雾凇的积聚，假设需要，每种传感器都可以取下并称重。路面上的冰并用于业务。个电极，作为用来测量路面导电率的传感器，它能很快地区分枯燥和潮湿的路面。其次种是离子极化率测量法，它能测定外表载电荷的力量；给一对电极以短时间少量充电后，用同一对电极测量残存电荷，当有带自由离子的电解质〔如盐水〕时，残存电荷就多。对极化率和导电率都进展测量就可能区分枯燥、潮湿和有水的外表，以及霜、雪、白冰及某些除冰的化学制剂。但是，非结晶的黑冰的导电在这个系统中增加第三种专用的电容测量装置以检测具有独特构造的黑冰。以上都是被动的方法，现在有一种主动的现场测量方法，它使用加热元件，或使用加热与致冷两种元件，以溶化或者冻结消灭在外表上的任何冰或液体。同时测量解冻—冻结循环中的温度和热能，以用于确定冰的消灭及估量路面上混合物的冰点。〔特别是材料〕和安置。还要留意避开辐射误差。现在有两种遥感方法在开发中，可以将其作为车载仪器。第一种方法是基于几个频率上〔分别约3000nm3GHz〕的红外反射和微波辐射，微波反射可以测定在无冰状态下消灭路滑危急时的水层2023μm波长上的反射功率打算于冰层的厚度。冰。雾降水的测量雾由在地面以上的悬浮在大气中的微小水滴组成的云状物。雾滴的直径大约在1—40μm，下降1cms-15cms-1。事实上，雾滴的下降速度很慢，以致于微风就可以让水滴作近似的水平运动。在雾形成的时候，水平能见度一般低于5km，当温度与露点之差超过2℃时很少能观测到雾。气象学家通常更关心的是雾对视野的障碍，而非降水形式。无论如何，从水文学观点上看，在高就会严峻低估此流域的进水量StadtmullerandAgudel，199。近来，已生疏到雾是高地地域的水源〔SchemenauerandCereceda，1994b〕和湿沉降通道〔SchemenauerandCereceda，1991；Vong，SigmonandMuelle，199，从而对测量方法和测量单位标准化提出了要求。下面考虑雾降水测量的方法。全暴露在自由流淌的空气中。圆筒直径为10c，高22cm，网格大小为0.0.2cGrunow,196。录。这类仪器的缺点是：尺度小，对于植物缺乏代表性，丝网的小开口会积水，降水直接进入雨量器会混淆对雾沉降的测量。另外，在有风的状况下，把雾降水的计算简洁地看成是用雾集水器中的水量减去标准雨量器中的雨量，就会导致错误的结果，由于任何时候总是有风的。收集率的测量，SchemehauerCereceda〔1994a〕建议使用价格廉价的、1m2标准雾收集器和标准测量单位。收集器由一个耐用的聚丙乙烯制成的平板丝网构成，安装在距地面2m的基座上。集水器与翻网平板上的雾和雨的比例作合理的估量。收集器能收集到假设干升的水。由于丝网的面积为1m2，所以测量单位是I·m-2〔升/平方米。降雪和积雪的测量WMO〔1994a〕和WMO〔1992b〕是这方面容的权威性文本，它涵盖了水文学方面有关降雪过程中对雪的争论，包括测量方法。以下是对一些简洁的众所周知的方法进展概要表达并对仪器作简要的回忆。降雪是指在一段时间〔一般24小时〕降落的雪深度，但不包括飘雪和吹雪。为了测量深度，雪这一名词还应包括直接或间接地由降水形成的冰丸、雨凇、冰雹和片冰。雪深通常指观测时地面上雪的总深度。积雪的水当量是溶化积雪而得到的水的垂直深度。降雪深度〔如一块漆成白色的外表略为粗糙的木板〕来测量聚积其上的积雪深度。在斜坡面上〔如有可能，应避开〕的测量仍用测杆作垂直测量。假设有雪，由于位于下层的雪已被压缩和溶化，用连续两次测量的总深度的差值来计算雪深度是错误的。在消灭大面积吹雪的地方，需要作很屡次的测量以得到有代表性的深度。积雪深度的直接测量雪被风吹起而重分布，加之下面可能埋有冰层，使得雪尺不能插入，用这种方法去猎取有代表性的雪深测量会有些困难。要留意确保测出总深度，包括可能存在的冰层深度。在每个观测站要作屡次测量并取其平均。对某些测雪杆，特别是用于遥远地区的测雪杆，要漆上颜色交替的圆环或其它适宜的标记，以供给雪深。测杆应漆成白色，以使测杆四周积雪的非正常的溶化减至最小。从空中测雪深的标识物是垂直杆〔其长度可变，依据最大雪深来定〕和在此垂直杆的固定高度上安装的横杆，作为测量点的定位的标志。品。它既可以用来测量雪深，也可以用来测量降落的雪Goodison198。可以用这种传感器供给的降水类型、总量和时间来实施对自记雨量计测量值的质量掌握。仪器的准确度为±2.5cm。雪水当量的直接测量测量水当量的标准方法是用采雪管采出样芯并称其重量。这是很多国家测量水当量的常用方法，可以用经过测量的定量热水或热源来溶化样本。的具体资料参见WM〔1994。通常可使用标准雨量器的溢出容器来进展采样。当量。用这些类型的雨量器所收集到的雪在每次观测后应马上称重或溶化，如节中所述。自记录水当量〔6.5.1。水当量。虽然可以规定1cm1mm当量的水，但要留意这是一个长期的平均值，用于单次测量就可能很不准确，由于雪的比密度是在0.03-0.4雪枕的直径为3.7m的圆而扁平的容器，其中充有甲醇与水混合的或甲醇-乙醇-水溶液的防冻液。雪枕安装在地面上，与地齐平，或者埋在一薄层土或砂下。为了避开雪枕受损坏和使积雪保持其自然状态，最好在安置场地四周用栅栏围住。在正常状况下，雪枕可使用10力传感器测量，从而可以连续测量积雪的水当量。温度变化可以引起测量准确度的变化。在浅积雪地区，每天温度变化导致枕液体的膨胀或收缩，造成消灭虚假的降雪或融雪的指示。在深山地区，除了或埋入地中以削减温度的影响。可就地安装遥测的资料收集系统，以便使用图形或数字记录器对雪水当量进展连续的测量。有在雪枕上方“架桥”的冰层时，雪枕的测量结果最牢靠。用雪枕测量的雪水当量与标准称重方法的测值相比，其差异可达5—10%。放射性同位素雪量器放射性同位素雪量器是用来测量积雪水当量的总量和/可用于现场记录和/或遥测系统。几乎全部系统都是基于水、雪或冰能对辐射造成衰减的原理。正如其它的点测量一样，要把点测值当作区域指标值来使用，选择有代表性的测点位置就很重要。上。随着雪的积聚，计数速率随雪场的水当量增加而成比例地减小。承受人工辐射源的系统安装于固定的地点并只能取得该点的测量值。用自然铀作为环状辐射源，环状的中心是单柱检测器，这种系统500mm150cm〔Armstrong,19766cm的2cm射而不承受放射的伽马射线来测量积雪密度的便携式仪器〔Young,197，是掘洞测雪法的可行的替代品。由于仪器携带便利，故使之能对该区域的雪密度和雪水当量的区域变化作出评估。自然伽马辐射量越大，辐射的衰减也就越大。地球的伽马辐射测量包括：在遥远地方的一个点的测量，或者是一系列的点测量，或者在一个地区作选择性的横向的来回测量〔Loijens,197。这种方法也可以用于飞〔即钾、铀和钍的放射窗口〕上来测量射线。在积雪之前，要对测点或沿着测线来回作伽马强度的测量。由于上层10—20cm深的土壤的湿度会有变化和宇宙射线的背景辐射也会变化，以及仪器漂移和降水中的氡气〔它是伽马辐射源〕随降水进入土壤或雪中等等，所以必需对读数修正，以猎取雪水当通常用采雪管测量值作为参考标准。300mm以下的雪场，经过适宜的修正，其准确度为±20mm。这种方法与承受人工辐射源的相比，其优点是没有辐射危急。参考文献Armstrong,R.L.,1976:Theapplicationofisotopicprofilingsnow-gaugedatatoavalancheresearch.ProceedingsoftheForty-fourthAnnualWesternSnowConfetmosphericEnvironmentService,Canada,pp.12-19.Goodison,B.E.,etal.,1988:TheCanadianautomaticsnowdepthsensor:aperformanceupdate.ProceedingsoftheFifth-sixthAnnualWesternSnowConference,AtmosphericEnvironmentService,Canada,pp.178-181.Goodison,B.E.,Sevruk,B.andKlemm,S.,1989:WMOSolidPrecipitationMeasurementIntercomparison:Objectives,MethodologyandAnalysis.In:InternationalAssociationofHydrologicalSciences,1989:Atmosphericdeposition.Proceedings,BaltimoreSymposium,May,IAHSPublicationNo.179,Wallingford.Goodison,B.E.,etal.,TheWMOSolidPrecipitationMeasurementIntercompariso(ntobepublished).Grunow,J.,1960:Theproductivenessoffogprecipitationinrelationtotheclouddropletspectrum:physicsofprecipitation.GeophysicalMonograph.No.5,ProceedingsoftheCloudPhysicsConference,WoodsHole,Massachussetts,1959,AmericanGeophysicalUnionPublication.No.746,pp.110-117.Grunow,J.,1963:WeltweiteMessungendesNebelniederschlagsnachderHohenpeissenbergerMethode.InternationalUnionofGeodesyandGeophysics,GeneralAssembly,Berkeley,California,19-31August1963,InternationalAssociationofScientificHydrologyPublicationNo.65,pp.324-342.Loijens,H.S.,1975:Measurementsofsnowwaterequivalentandsoilmoisturebynatural1975,Winnipeg,pp.43-50.Rinehart,R.E.,1983:Out-oflevelinstruments:errorsinhydrometeorspectraandprecipitationmeasurements.JournalofClimateandAppliedMeteorology,22,pp.1404-1415.Schemenauer,R.S.andCereceda,P.,1991:Fogwatercollectioninaridcoastallocations.Ambio,Volume20,Number7,pp.303-308.Schemenauer,R.S.andCereceda,P.,1994a:Aproposedstandardfogcollectorforuseinhighelevationregions.JourmalofApplied1313-1322.

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