(用)雨滴的观测和计算方法

德国OTT Parsivel2多功能激光雨滴谱仪说明手册北京博伦经纬科技发展有限公司2014年1概述德国OTT Parsivel2激光雨滴谱仪是一种现代化的以激光技术为基础的光学测量系统。

传感器采用原装德国进口，它可以全面而可靠地测量各种类型的降水。

液态降水类型粒径的测量范围为0.2毫米到5毫米，固态降水类型粒径测量范围为0.2毫米到2.5毫米。

它可对速度为0.2到20米每秒降水粒子进行测量。

可测量的降水类型如下：毛毛雨、小雨、雨、雨、雨夹雪、雪、米雪、冻雨、冰雹。

降水测量是通过一个专门设计的特殊的传感元件来实现的。

它可以检测肉眼可见的地面以上一米降水。

设备具备有线和无线通信传输，数据获取和存储是通过一个快速的数字化信号处理器完成的。

2基本工作原理德国OTT Parsivel2激光雨滴谱仪的工作原理基础是一个能够发射水平光束的激光传感器。

其变送器和接收器集成在防护罩中。

图2-1工作原理图当激光束里没有降水粒子降落穿过时，最大电压为接收器的输出电压。

降水粒子穿过水平光束时以其相应的直径遮挡部分光束，因而产生输出电压。

我们通过电压的大小来确定降水粒子的直径大小。

降水粒子的下降速度是根据电子信号持续的时间推导出来的。

电子信号的持续时间为降水粒子开始进入光速到完全离开光束所经历的时间。

根据上述的决定量可以推算出降水滴谱、降水类型、降水动能、降水强度、雷达放射率和大气的能见度等信息。

安装在传感器头上的防雾装置能够防止降水粒子偏离防护罩、掉入激光束造成测量误差。

3系统组成德国OTT Parsivel2激光雨滴谱仪主要由气象传感器单元、数据采集控制单元、数据通信单元、供电单元、电源和通信防雷单元以及观测软件等几个部分组成。

数据处理控制中心气象传感器数据观测处理平台气象数据采集本场数据传输前端数据简化与综合监控与维护网络与通信其它共享平台通信防雷图3-1系统总体框图图3-2传感器实物图1.供电系统为保证系统稳定连续的电力供应，除降水现象仪本身采用了低功耗设计外，设备采用UPS 不间断稳压电源供电，保证了系统的长时间稳定可靠工作。

疲劳分析中的雨流计数法这种方法的突出特点是根据所研究材料的应力-应变之间的非线性关系来进行计数，亦即把样本记录用雨流法定出一系列闭合的应力-应变滞后环。

参看图1，把应变-时间历程样本记录转过90°，时间坐标轴竖直向下，样本记录犹如一系列屋面，雨水顺着屋面往下流，故称为雨流法。

雨流法有下列规则：（ⅰ）雨流在试验记录的起点和依此在每一个峰值的内边开始，亦即从1，2，3…等尖点开始。

（ⅱ）雨流在流到峰值处（即屋檐）竖直下滴，一直流到对面有一个比开始时最大值（或最小值）更正的最大值（或更负的最小值）为止。

（ⅲ）当雨流遇到来自上面屋顶流下的雨时，就停止流动。

（ⅳ）如果初始应变为拉应变，顺序的始点是拉应变最小值的点。

（ⅴ）每一雨流的水平长度是作为该应变幅值的半循环计数的.在图1中，雨流法从1点开始，该点认为是最小值。

雨流流至2点，竖直下滴到3与4点幅值间的2ˊ点，然后流到4点，最后停于比1点更负的峰值5的对应处。

得出一个从1到4的半循环。

下一个雨流从峰值2点开始，流经3点，停于4点的对面，因为4点是比开始的2点具有更正的最大值，得出一个半循环2-3。

第三个流动从3点开始，因为遇到由2点滴下的雨流，所以终止于2ˊ点，得出半循环3-2ˊ。

这样，3-2和2-3就形成了一个闭合的应力-应变回路环，它们配成一个完全的循环2′-3-2。

下一个雨流从峰值4开始，流经5点，竖直下滴到6和7之间的5ˊ点，继续往下流，再从7点竖直下滴到峰值10的对面，因为10点比4点具有更正的最大值。

得出半循环4-5-7。

第五个流动从5点开始，流到6点，竖直下滴，终止于7点的对面，因为7点比5点具有更负的极小值。

取出半循环5-6。

第六个流动从6点开始，因为遇到由5点滴下的雨滴，所以流到5ˊ点终止。

半循环6-5与5-6配成一个完全循环5ˊ-6-5，取出5ˊ-6-5。

第七个流动从7点开始，经过8点，下落到9-10线上的8ˊ点，然后到最后的峰值10，取出半循环7-8-10。

降水通量的计算方法
降水通量是指单位面积时间内降水的体积或质量，通常用毫米或升表示。

为了计算降水通量，需要测量降水量和降水面积以及降水时间。

以下是几种常见的计算方法：
1. 雨量计法：常用的测量降水量的方法，通常采用圆形或方形雨量计。

通过读取雨量计中收集的雨水体积或重量，就可以计算出单位面积的降水量。

将降水量除以降水时间即可得到降水通量。

2. 水文法：通过测量流域内的降水量和径流量，可以计算出整个流域的降水通量。

通常需要在流域内设置多个降水站和径流站进行测量。

3. 雷达法：利用雷达探测降水，可以实时获取降水信息，包括降水强度、降水范围、降水类型等。

通过计算雷达获取的降水数据，可以得到降水通量。

4. 卫星法：卫星可以监测到大范围的降水情况，通过对卫星数据的处理，可以得到降水强度和降水范围等信息，从而计算降水通量。

以上是常见的几种计算降水通量的方法，不同的方法适用于不同的情况。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法。

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平均降水量的计算方法降水是地球上最为普遍的自然现象之一，它对人类的生活和经济活动有着极为重要的影响。

在气象学中，降水是指大气中水分凝结成水滴或冰晶，从云层中落下的现象。

在不同地区和不同季节，降水的数量和分布都有所不同。

为了更好地了解降水的特征和规律，科学家们需要对降水量进行测量和分析，并计算出平均降水量。

一、降水量的测量方法降水量是指单位时间内单位面积上的降雨量，通常用毫米（mm）或英寸（in）来表示。

为了测量降水量，气象学家们需要使用各种仪器和设备，其中最常见的是雨量计。

雨量计是一种能够准确测量雨水降落量的仪器。

它通常由一个漏斗和一个容器组成，漏斗用于收集雨水，容器用于测量雨水的数量。

当雨水落入漏斗中时，它会通过一个管道流入容器中，容器中的刻度表示了雨水的数量。

除了雨量计外，还有其他一些测量降水量的方法，例如雷达、卫星和地面监测等。

这些方法可以更精确地测量降水量，并提供更多的数据，但它们的成本较高，需要更多的设备和技术支持。

二、平均降水量的计算方法平均降水量是指在一定时间内某个地区的平均降水量。

通常情况下，平均降水量是以年为单位进行计算的。

计算平均降水量的方法有多种，其中最常用的是算术平均法和等权平均法。

1. 算术平均法算术平均法是最简单、最常用的计算平均降水量的方法。

它的计算公式如下：平均降水量 = 总降水量÷ 年份数其中，总降水量是指在某一地区某一年内的总降水量，年份数是指计算平均降水量的年数。

例如，某地区在2010年至2020年期间的总降水量为1000毫米，年份数为10年，则该地区的平均降水量为：平均降水量= 1000 ÷ 10 = 100 毫米/年2. 等权平均法等权平均法是一种将不同年份的降水量视为同等重要的方法。

它的计算公式如下：平均降水量 = 年降水量之和÷ 年数其中，年降水量之和是指在某一地区所有年份的降水量之和，年数是指计算平均降水量的年数。

例如，某地区在2010年至2020年期间的年降水量分别为100、110、90、120、130、100、90、80、110、120和100毫米，则该地区的平均降水量为：平均降水量 =（100+110+90+120+130+100+90+80+110+120+100）÷ 11 = 105.45 毫米/年三、平均降水量的意义和应用平均降水量是一个重要的气象指标，它可以帮助我们更好地了解某一地区的气候特征和变化趋势。

每小时降雨水体积计算公式降雨是地球上一种非常普遍的自然现象，它对于植物生长、水资源供给等方面都有着重要的影响。

因此，对于降雨量的准确计算和预测是非常重要的。

在气象学和水文学领域，科学家们通过一系列的观测和计算来得出降雨水体积的数据，以便更好地了解降雨对环境和人类生活的影响。

在这篇文章中，我们将探讨如何通过公式来计算每小时降雨水体积。

首先，我们需要了解一些基本的概念和参数，然后再来推导出计算公式。

降雨量是指在一定时间内降落在地面上的雨水的总量，通常以毫米或英寸为单位。

而降雨水体积则是指在一定时间内降雨所形成的水体的总体积，通常以立方米或立方英尺为单位。

因此，我们需要知道降雨量和降雨面积这两个参数，才能计算出降雨水体积。

假设降雨量为R（单位：毫米），降雨面积为A（单位：平方米），降雨时间为T（单位：小时），那么每小时降雨水体积V（单位：立方米）可以通过以下公式来计算：V = R A T。

这个公式的推导过程是比较简单的。

首先，我们知道降雨量R是指单位面积上的降雨总量，即单位面积上的雨水深度。

而降雨面积A乘以降雨时间T则表示了降雨的总面积。

因此，R A T就表示了整个降雨过程中所形成的水体的总体积。

这个公式的应用非常广泛。

比如，在农业生产中，农民们需要根据降雨水体积来灌溉农田；在城市规划中，城市规划师们需要考虑降雨水体积对城市排水系统的影响；在水资源管理中，水利工程师们需要计算降雨水体积来预测河流的水位等等。

当然，这个公式只是一个基本的计算公式，实际的降雨水体积计算可能会涉及到更多的复杂因素。

比如，降雨的强度、地形、土壤类型等都会对降雨水体积的计算产生影响。

因此，在实际应用中，科学家们会根据具体情况进行修正和调整，以得出更准确的结果。

除了每小时降雨水体积的计算，科学家们还会关注降雨的频率、分布和持续时间等参数，以便更好地了解降雨对环境和人类生活的影响。

通过对降雨的深入研究，我们可以更好地预测洪涝灾害、干旱等自然灾害，从而更好地保护人类和自然环境。

日降水量是指一天内降落在地面上的水的总量。

在测算日降水量时，常用的方法是使用雨量计进行测量。

雨量计是一种特殊的水文仪器，用于测量降水的量和强度。

常见的雨量计有滴管雨量计、滑动雨量计、液体雨量计、玻璃球雨量计等。

这些雨量计都有一个共同的原理，即利用水的压力或体积变化来测量降水量。

使用雨量计测算日降水量的方法如下：
1 在测量日的第一次降水开始时，将雨量计的初始读数记录下来。

2 在测量日的最后一次降水结束后，将雨量计的最终读数记录下
来。

3 将雨量计的最终读数减去初始读数，即为测量日的日降水量。

例如，如果测量日的初始读数为10mm，最终读数为20mm，那么测量日的日降水量就是10mm。

需要注意的是，雨量计的读数可能会因为气温变化而产生误差，因此测量时应注意控制气温的变化。

此外，雨量计的准确性也可能受到外界因素的影响，如风力、雪花等。

观测云和雨知识点总结一、观测云和雨的方法1. 地面观测地面观测是指通过地面站点来观测云和雨的形态、连接状态、高度、厚度、云底温度等气象要素。

地面观测通常采用雷达、卫星、短波辐射计、激光雷达、气象气球等设备进行观测。

2. 飞机观测飞机观测是指通过飞机设备和机载传感器来观测云和雨的情况。

飞机观测可以在大气层内部进行观测，获取更加准确的数据信息。

3. 卫星观测卫星观测是指通过卫星携带的传感器和设备来观测云和雨的情况。

卫星观测可以实现远程观测，获取大范围和全球范围内的数据信息。

4. 空间观测空间观测是指通过空间探测器和卫星来观测云和雨的情况。

空间观测可以实现对大气层的高分辨观测，深入了解大气层的变化和特征。

二、观测云和雨的工具1. 雷达雷达是一种能够发射和接收电磁波的设备，通过测量电磁波的回波信号来获取云和雨的信息。

雷达可以实现对降水的强度、分布和结构进行观测。

2. 卫星卫星是一种能够携带传感器和设备进行远程观测的航天器，通过卫星观测可以获取大范围和全球范围内的云和雨信息。

3. 气象气球气象气球是一种能够携带气象探测仪器和设备进行大气观测的气球，通过气象气球观测可以获取大气层内部的云和雨信息。

4. 激光雷达激光雷达是一种能够发射激光束并接收回波信号进行观测的设备，通过激光雷达可以实现对云的高度、厚度和结构进行观测。

5. 降水观测器降水观测器是一种能够实时观测降水情况的设备，通过降水观测器可以获取降水的强度、类型和持续时间等信息。

6. 气象雷达气象雷达是一种能够发射无线电波并接收回波信号进行云和降水观测的设备，通过气象雷达可以获取大气层中云和降水的信息。

三、观测云和雨的技术1. 雷达技术雷达技术是指通过雷达设备来实现对云和雨的高分辨观测和远程监测，通过雷达技术可以获取云和雨的强度、分布和结构等信息。

2. 卫星遥感技术卫星遥感技术是指通过卫星携带的传感器和设备来实现大范围和全球范围内的云和雨观测，通过卫星遥感技术可以获取高精度和实时的云和雨信息。

雨水节气的气象观测方法在气象观测中，雨水节气作为二十四节气之一，标志着春天的到来。

了解雨水节气的气象观测方法，有助于我们更好地理解天气变化，为农业生产和人们的出行提供准确的气象信息。

本文将介绍雨水节气的气象观测方法，以帮助读者更好地了解并应用这些观测方法。

一、温度观测雨水节气与气温的变化密切相关。

为了准确观测雨水节气的气象特征，首先要进行温度观测。

温度观测可以使用温度计进行，常见的有普通温度计和最低温度计。

在雨水节气期间，可以每天固定时间进行温度观测，并将观测结果记录下来，以便后续的数据分析和应用。

二、湿度观测雨水节气的湿度变化对降雨情况有着重要的影响。

湿度观测可以通过湿度计进行。

在雨水节气期间，可以在地面和空中的不同高度处进行湿度观测，以获取更全面的湿度信息。

同时，还可以观测云层的形态和密度，来判断降雨的可能性和强度。

三、降水观测雨水节气是春季的开始，因此降水是其主要的气象特征。

观测降水的方法有很多种，常见的有雨量计、雨滴采集器等。

可以选择适当的时间段进行降水观测，比如每隔一小时或每天的固定时刻。

还可以观测降水的类型，如雨、雪、冰雹等，以便更精确地把握降水的情况。

四、风向风速观测风向风速对于雨水节气的气象观测也很重要。

观测风向可以借助风向标或指南针等工具，观测风速可以使用风速计进行。

风向风速的观测可以进行多次，以获取更准确的结果，并记录每次观测的时间和结果，以便后续分析。

五、气压观测气压是天气变化的重要指标之一。

通过观测气压的变化，可以预测天气的变化趋势。

气压观测可以使用气压计进行，常见的有水银气压计和无水银气压计。

观测时需注意气压计的校正和安装位置的选择，以确保观测结果的准确性。

以上是雨水节气的常用气象观测方法。

通过对这些气象要素的观测，我们可以更好地了解雨水节气的气象特征，预测天气变化趋势，为农业生产、交通运输和人们的日常生活提供准确的气象信息。

同时，我们也可以借鉴这些观测方法，结合自身实际情况，选择合适的观测设备和观测时机，进行自己感兴趣的气象研究和观测工作。

降雨量是如何计算的从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，我们称为降雨量(以毫米为单位)，它可以直观地表示降雨的多少。

目前，测定降雨量常用的仪器包括雨量筒和量杯。

雨量筒的直径一般为20厘米，内装一个漏斗和一个瓶子。

量杯的直径为4厘米，它与雨量筒是配套使用的。

测量时，将雨量筒中的雨水倒在量杯中，根据杯上的刻度就可知道当天的降雨量了。

中国气象局规定24小时内的降雨量称之为日降雨量，凡是日雨量在10毫米以下称为小雨，10.0－24.9毫米为中雨，25.0－49.9毫米为大雨，暴雨为50.0－99.9毫米，大暴雨为100.0－250.0毫米，超过250.0毫米的称为特大暴雨。

由于我国幅员辽阔，少数地区根据本省具体情况另有规定。

例如，多雨的广东，日雨量80毫米以上称暴雨；少雨的陕西延安地区，日雨量达到30毫米以上就称为暴雨。

如果你手边没有雨量筒，那也不用担心，利用一些常见的器皿，你完全可以自制一个，效果也相当不错。

取一个口径为20厘米的一次性塑料或纸制碗（可选用大小合适的方便面纸碗），在其底部凿一比玉米粒稍大的小洞，然后将碗放在一个无盖的罐子上。

罐内有一玻璃瓶，瓶口与碗底的小洞相接。

简易雨量筒就做好了。

简易雨量筒做好后，便可将它放在离地70厘米高处（筒口距地面的距离）承接雨水。

雨腕，用秤称出瓶中的水重，30克水即相当于1毫米的降雨量。

雨量器的种类测量降水量的基本仪器有雨量器和雨量计两种。

1.雨量器：是用于测量一段时间内累积降水量的仪器。

常见的雨量器外壳是金属圆筒，分上下两节，上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水溅失，保持容器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。

测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读出降水量毫米数。

降雪季节将储水瓶取出，换上不带漏斗的筒口，雪花可直接收集在雨量筒内，待雪融化后再读数，也可将雪称出重量后根据筒口面积换算成毫米数。

根据雨滴痕迹估算列车的速度实验报告
实验目的：通过观察雨滴在列车窗户上留下的痕迹，利用运动学公式估算列车的速度。

实验材料：列车、窗户、定量尺、计时器、水枪
实验步骤：
1. 找到一个能够观察到外界景象的列车窗户，并清洁窗户表面。

2. 在窗户外侧设置一个定量尺，以便记录雨滴痕迹的长度。

3. 在列车运行之前，使用水枪模拟雨滴滴落情况。

可以在定量尺上事先标出雨滴滴落的位置。

4. 当列车以恒定速度行驶时，记录雨滴痕迹的长度。

5. 使用计时器计算雨滴滴落的时间间隔，并记录下来。

实验数据记录：
- 雨滴滴落位置到窗户下沿的距离：d （单位：米）
- 列车行驶时间：t （单位：秒）
- 雨滴滴落时间间隔：Δt （单位：秒）
实验数据处理：
根据运动学公式，列车的速度可以通过以下公式计算：
速度 = 距离 / 时间
在本实验中，列车的速度可以通过以下公式计算：
速度= d / (t / Δt)
实验结果与讨论：
根据实验数据计算得到的列车速度即为实验所得的结果。

需要注意的是，由于窗户的倾斜程度以及雨滴滴落的速度等因素可能会对结果产生影响，因此在进行实验时应尽量控制这些变量。

此外，由于雨滴痕迹的长度和时间间隔可能会有一定的误差，实验结果可能会存在一定的误差。

综上所述，通过观察雨滴痕迹估算列车的速度是一种简单且具有一定可行性的方法，但在实际应用中需要结合其他方法进行验证。

《雨的观测》作业设计方案一、教学目标：1.了解雨水的形成原理和降水过程。

2.进修应用气象仪器观测和记录降水量。

3.培养学生的观察能力和数据分析能力。

4.激发学生对气象学的兴趣，培养科学探究精神。

二、教学内容：1.雨水的形成原理和降水过程。

2.气象仪器的应用方法。

3.观测和记录降水量的步骤。

4.数据的整理和分析。

三、教学准备：1.教师准备：PPT、教案、气象仪器、实验器械、实验记录表等。

2.学生准备：笔记本、铅笔、雨具等。

四、教学过程：1.导入：通过图片、视频等展示雨水的形成过程，引发学生对雨水的兴趣。

2.讲解：简要介绍雨水的形成原理和降水过程，讲解气象仪器的应用方法。

3.实验操作：让学生分组应用气象仪器观测降水量，并记录数据。

4.数据分析：让学生整理数据，分析观测结果，探讨降水量的变化规律。

5.讨论总结：引导学生讨论观测结果，总结实验过程中的经验和教训。

6.作业安置：要求学生根据实验结果撰写实验报告，包括观测方法、结果分析和结论等。

五、评判方法：1.实验报告的完成情况和质量。

2.实验数据的准确性和完备性。

3.学生在讨论和总结环节的表现。

六、延伸拓展：1.组织学生进行气象观测实践活动，拓展雨水观测的应用领域。

2.邀请专业气象人员进行讲座，深入了解气象学知识。

3.开展气象科普宣传活动，提高学生对气象学的认识和了解。

通过本次《雨的观测》作业设计方案，学生将能够深入了解雨水的形成原理和降水过程，掌握气象仪器的应用方法，培养观察和数据分析能力，激发对气象学的兴趣，增进科学探究精神的培养。

希望通过这个设计方案，学生能够在实践中进修，探索中成长，为未来的科学钻研奠定坚实的基础。