欧亚国际

    随着地面自动观测系统的布设与业务化，国内开始研究地面自动与人工观测数据的差异。自动与人工测量中在无降雨日的观测是一致的。即在降雨期人工测量无降雨，同时自动测量也均无降雨。在对自动和人工日降雨量资料进行对比分析时，不考虑以下两点。1、人工测量日降雨量<0.1mm或自动测量资料缺测时2、人工与自动测量的日降雨量差值≥ 5.0mm时，作为粗差处理。自动与人工观测降雨量的差值为自动观测的降雨量减去人工观测的降雨量，自动与人工观测降雨量的相对差值为上述降雨量的差值除以人工观测的降雨量。

自动与人工观测日降雨量的差异

    由于降雨量在空间分布上是随机性较大的气象要素，这种空间分布的不均匀性，会使得即使安装在同一观测场内但不同地点的同类型雨量器带来采样差。这种空间采样差服从正态分布规律，采样差的平均值为0.00mm，标准差为0.08mm。这说明由于空间分布的不均匀性带来的采样差可通过多次测量平均或累加后滤掉，而不影响气候统计。因此从气候研究的角度来说，如果不考虑其他误差影响，点降雨测量可真实代表该点周围一定范围内的降水量。空间采样差是降雨测量过程中存在的一种客观现象，与测量仪器无关。人工观测用的雨量器与自动观测用的雨量计安装在同一观测场内不同的位置。如果自动测量与人工测量的降雨量之间的差异仅仅是由于降雨量在空间分布上的不均匀性造成的，而不存在测量仪器不同造成的测量上的差异，那么两者间的差值变量必然服从正态分布，且平均差值为0。由此完全可以用自动测量代替人工测量降雨量，不会引起降雨序列的前后非均一性。

自动与人工观测降雨量差异原因分析

空间采样差引起的单次对比差异 

    为了了解由于降水量在空间分布上的不均匀造成的采样差，通过大量的试验证明，在自动与人工降雨的对比观测中,空间采样差有时会导致某次的对比差值较大，对于单次对比测量是一个不可忽视的因素。但是由于降雨量在空间分布上是随机性较大的气象要素，空间采样差可通过多次测量平均或累加后滤掉。因此单次对比测量结果中可能有空间采样差的影响甚至显著影响，但是对于多次对比测量的累计统计无此影响。

测量仪器不同造成的对比系统偏差 

    自动与人工雨量对比观测，不仅存在着降雨量空间分布不均带来的采样差，还存在着测量仪器的不同造成的系统偏差。这种系统偏差实际上源于自动和人工雨量观测对真实降雨量的系统误差不同。通过大量的试验证明，我国台站用普通雨量器进行降雨量的人工测量，其系统误差主要为由于收集口高于地面的雨量器安装对自然风场的干扰，造成了雨量器捕捉率减少而引起的风场变形误差和沾湿集水器内壁及倒空储水器时导致的沾湿误差。自动观测降雨也存在上述两种系统误差，但是沾湿误差中不存在倒空储水器时导致的误差。风场变形误差与测量仪器的外部形状、收集口尺寸、安装高度、风速大小、降水粒子大小以及降水类型有关。由于双翻斗雨量计的外部形状、收集口尺寸、安装高度、与普通雨量器相同，因此两种仪器引起的风场变形误差相同。而单翻斗雨量计收集口尺寸比普通雨量器小，这会导致两者引起的风场变形误差略有不同。沾湿集水器内壁引起的沾湿误差与内壁的面积以及光滑程度有关，不同的集水器引起的沾湿误差略有不同。就普通雨量器的集水器而言，对于每次测量引起的沾湿误差普遍在0.1mm左右。人工观测与自动观测相比，存在着倒空储水器时导致的沾湿误差，当储水器盛满水倒空时会引起约0.1mm的雨量损失。自动观测用的翻斗雨量计比人工观测用的普通雨量器机械结构复杂，引起降雨测量误差的渠道较多。为了保证测量的准确性，在仪器安装与维护过程中，基点位置的调节、雨量计的水平性都十分重要。雨量计翻斗计数受雨强影响很大。由于翻斗有一定的翻转惯性，当雨强较大时，翻斗计数次数比实际增多而造成观测雨量偏大。另一方面翻斗的翻转有一个短暂而有限的时间。在其翻转的前半段时间，可能会有额外的雨水流入已经计量过雨量的斗的上部分而造成观测雨量偏小。在大雨的情形下这一误差十分显著。