李春苗
海南省儋州市气象局 571700
摘要：当前，降水观测的主要目的在于获取更为精确的气象观测数据信息，降水现象仪与人工观测是常用的两种降水观测手段。近些年来，随着以上两种降水观测方式的综合应用，降水观测效率与质量实现了显著提升。为获取更加精确的降水观测数据，本文通过搜集与整理儋州市4-6月份的降水观测数据，重点分析了降水现象仪与人工观测数据之间的精度差别，以期能够为高效开展降水观测工作提供一定的借鉴与参考。
关键词：降水观测；降水现象仪；人工数据观测；差别
引言
降水作为自然界中一种最为常见的天气现象，指的是气体以固态、液态、混合状态等多种形式的水凝物降落到地面，进而实现自然界水循环的过程。降水观测信息主要包括降水出现的时间、形态与降水量等，能够为气象监测及水文地质勘探等提供一定的数据参考依据。通常情况下，降水包括冰雹、雨、雪等多种形式。以往传统的降水观测离不开人为操作，还需比对数据，这一操作相对复杂却需要花费较高的成本。近些年来，科学技术的飞速发展，降水现象仪在降水观测中得到广泛应用，大大提升了降水观测的效率与精确度。本文通过比对降水观测中降水现象仪与人工数据观测精度之间的差别，对于确保降水观测数据的及时性、精确性等具有重要意义。
1降水现象仪与人工数据观测原理
1.1降水现象仪
目前，大多数气象台站均选用降水现象仪对降水发生的时间、形态与强度等要素进行观测，这些降水现象仪往往采用光学法、振动法与摄像法等多种技术。海南省儋州市气象局应用的是江苏无线电科学研究所有限公司生产的WUSH-PW型降水现象仪，该仪器基于激光衰减原理进行设计，主要由雨滴谱传感器、数据采集器、采集软件与外围设备等多个部分组成，如下图1所示：
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图1 WUSH-PW型降水现象仪的组成结构图
其中雨滴谱传感器主要由激光发射装置、接收装置、处理单元、温控装置等多个部分组成，对通过采样区的降水粒子的速度与尺寸等进行检测，以获取雨滴谱信息，并对降水类型进行区分；数据采集器则主要包括接口单元、存储单元、中央处理单元与时钟等多项重要组成部分，该设备主要用于对雨滴谱传感器的工作状态进行监测，并从中获取降水类型与雨滴谱数据，之后再使用相应的算法处理获取相对应的降水现象代码，既能够存储数据，还能有效转换数据传输格式；采集软件在数据采集器当中运行，主要具备数据采集、处理、存储与传输等一系列功能，既能够实现雨滴谱数据采集与降水现象识别，又具备设置参数、查看信息与支持时间同步等多种功能；而外围设备则主要由通信模块、电源等部分组成。降水现象仪在安装时，应当尽可能远离高大的建筑物，同时还要远离发热源，以确保降水现象仪不会受到光学遮挡物、反射体等物体的影响。
降水现象仪在降水过程中的应用，能够极大地防止人工观测方式存在的误差，以实现降水观测数据精确性的显著提升，进而为降水预报预警提供精确的数据服务。
1.2人工数据观测
在降水观测过程中，主要使用雨量筒进行人工数据观测。通常情况下，雨量筒的直径为20cm，主要用于对液态或固态降水的总量进行测量。雨量筒的筒体主要由坚硬的材料制成，而且筒口呈现出刀刃状且内直外斜，以避免多余的雨水进入到雨量筒当中。在安装雨量筒时应当确保筒口保持水平，而且与地面之间的距离应当保持在70cm，还要尽可能安装在较为空旷的地区，并保证降水倾斜时能够顺利流入雨量筒当中。在安装结束之后还要定期检查其固定性质，以防止冰雹、大风等强对流天气出现时改变雨量筒的位置。另外，在降水测量完毕之后最好要及时将雨量筒清空，以尽可能避免二次降雨干扰到数据观测的准确性。
2数据对比分析
2.1降水现象误差分析
通常情况下，采用降水现象仪观测到的降水次数要明显多于人工观测，对2019年4-6月份儋州市气象局的统计数据与人工观测数据进行统计得出，对于儋州市出现的同一次降水天气过程，降水现象仪和人工观测结果存在着一定程度的差异，其中降水现象仪往往将其判断为毛毛雨、雨或阵雪等，当出现阵雨或雨强较大时（常出现当分钟降水量在0.3毫米左右）降水现象仪会记录冰雹，而且这种情况出现非常频繁。通常情况下，降水现象仪观测到的毛毛雨天气现象大都出现在阴天或雨强较小时;此时通过降水现象仪能够观测到降水天气现象，而人工观测并未观测到任何现象。当出现降水粒子较小的天气现象时，降水现象仪有时将其观测为雨夹雪或毛毛雨。而且阴天或晴天降水现象仪均有可能会记录到毛毛雨现象。通过分析能够发现降水现象仪与人工记录之间的差异性是导致出现上述现象的主要原因，最终导致在降水现象仪阈值相同时，人工观测与自动观测采集到的降水天气现象的次数存在着明显差异。这一结果既与降水现象仪的采样方式密切相关，还与降水粒子的大小、速度及其灵敏度等存在着一定程度的关联。相对比而言，人工观测方式存在着明显的随意性与滞后性，这也是导致人工观测降水次数较少的一个重要原因。
2.2观测准确性分析
当降水较为集中、降水量比较少且降水结构较为单一的条件下，人工观测数据的准确性相对较高。然而一旦发生复杂性的降水天气过程，则人工观测将表现出一定的弊端。另外，分析原始记录数据能够得出，当夜间出现降水，但没有降水量时，人工观测往往没有记录，主要是由于夜间值班工作人员未能及时观测降水并记录。由此能够得出，WUSH-PW降水现象仪的全天检测性能较为均衡，且均位于人工观测以上。使用WUSH-PW降水现象仪观测降水天气过程，既能够提高降水记录的及时性与准确性，还能为其他科学观测提供一定的数据参考。
参考文献：
[1]秦政.探究在降水观测过程中降水现象仪与人工数据观测精度差别[J].农业与技术，2019（7）：156-157.
[2]张静，宋中玲.降水现象仪与人工观测资料对比分析[J].青海气象，2019（3）：107-112.
[3]杨晓波，张智超，吴杨等.DSG5型降水现象仪平行观测数据应用评估及误差分析[J].现代农业科技，2019（3）：186-187.
[4]黄晓云，黄飞龙，翁静娴等.广州降水现象自动与人工观测对比分析[J].广东气象，2019（2）：70-72,76.
作者简介：李春苗（1972-），女，汉族，海南省琼海市人，本科学历，工程师，从事气象综合业务工作。