雨滴谱式降水现象仪现场核查方法-2018

收稿日期:2018-1-1第一作者简介:高月(1993-),女,黑龙江省富裕县人,黑龙江大学,本科生,助理工程师.高月1,周锋2(1.方正县气象局,黑龙江哈尔滨150800;2.齐齐哈尔市气象局,黑龙江齐齐哈尔161000)降水现象仪测试方法及注意事项1引言随着气象站自动化的程度逐渐加快,一些自动传感设备也在陆续投入业务使用,而且有着很高的测算精度,如固态降水、降水现象仪。

DSG5型降水现象仪可以实现对包括毛毛雨、雨(阵雨)、雪(阵雪)、雨夹雪(阵性雨夹雪)、冰雹等天气现象的自动观测与识别。

目前全省85个国家级台站安装了降水现象仪,为做好降水现象仪的测试工作,保证设备在气象观测中发挥作用,本文对降水现象仪的测试方法及需要注意的事项进行仔细分析和判断,查找造成存在问题的根源,给出相应的处理意见及建议,希望对后期降水现象仪维修维护及使用工作有所帮助。

2降水现象仪原理DSG5型降水现象仪的是一个能够发射水平光束的激光传感器,当激光束里没有降水粒子降落穿过时,接收器的输出电压最大。

降水粒子穿过水平光束时以其相应的直径遮挡部分光束,因而降低了输出电压,从而可以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束到完全离开光束所经历的时间,可以推导出以下参数:降水滴谱、降水类型、降水动能、降水强度、雷达反射率等[1]。

设备的安装按照气象观测规范的要求,依据《地面气象观测场规范化建设图册》进行布置。

传感器及基础需要按照正南正北的方位进行摆放,接收端在南面,发射端在北面进行安装,粘贴有激光警告标识为发射端,这样可以避免太阳光的干扰。

如果没有完全排除这些因素的影响,就有可能检测到虚假的雨雾粒子。

3降水现象仪接线降水现象仪的输出提供RS232和RS485接口,RS232接口可以通过PC 机串口线进行访问,按照一端收接一端发的原理,访问时RX 与TX 需要反向连接,信号的输出采用RS485接口方式,可以通过串口服务器的方式进行接收,接收时需要对串口服务器进行正确的接口设置,选择相对应的接口,接收降水现象仪传输的实时数据信息。

天津地区一次对流性降水过程雨滴谱特征分析宋薇;邱晓滨;王兆宇;李英华;孟辉【摘要】激光雨滴谱仪是天津人影部门近年新引入的探测设备,它对降水过程的即时监测具有重要意义.本文基于LPM-THIES激光雨滴谱仪探测资料,对天津地区2015年7月19日的对流性降水过程进行了分析.研究显示:雨滴谱仪和翻斗雨量计所获取的逐时降水其变化趋势存在一致性,但雨滴谱仪获得的累积雨量要偏大;降水过程的时空差异性大,不同测站雨强差异明显,4站降水粒子平均直径介于0.40～0.64 mm,且2.0 mm以下的降水粒子占到了粒子总数的95％以上;降水时段的雨强与雷达反射率的起伏变化十分明显,雨滴数浓度基本上处于103量级;蓟县站3个时次的瞬时谱均呈现单峰型分布,且峰值位于0.5 mm附近.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】5页(P768-772)【关键词】激光雨滴谱仪;降水量;雨滴特征参量;雨强【作者】宋薇;邱晓滨;王兆宇;李英华;孟辉【作者单位】天津市人工影响天气办公室,天津300074;天津市气象科学研究所,天津300074;天津市人工影响天气办公室,天津300074;天津市气象科学研究所,天津300074;天津市人工影响天气办公室,天津300074【正文语种】中文【中图分类】P426引言雨滴谱是云和降水物理观测中非常重要的观测项目之一，在气象领域有着重要的应用价值[1-3]。

针对雨滴谱的研究，在近些年得到了迅速的发展，其中包括针对雨滴谱仪资料可用性及准确性的分析，如王可法[4]等分析了激光雨滴谱仪产生测量误差的原因；张晓宇[5]等研究了PARSIVEL-OTT与LPM-THIES两种激光雨滴谱仪观测性能及探测结果的差异；崔雅琴[6]等探讨了雨滴谱仪等新型探测仪器资料在短时强降水中的应用。

也有学者利用雨滴谱仪连续观测资料，分析降水雨滴谱分布形式的差异，如袁野[7]等对黄山不同高度和不同云系降水雨滴谱特征加以分析；周黎明[8-9]针对山东一次暴雨天气以及一次典型积层混合云降水过程，分析了云和降水的微物理特征；陈宝君[10]等就2008年南方冻雨的雨滴谱特征展开了研究；周毓荃[11]等分析了河南省唐河地区17次不同类型降水雨滴谱特征；高建秋[12]等研究了东莞不同类型云的雨滴谱特征。

雨滴谱降水现象仪对比观测试验技术应用分析杜波;马舒庆;梁明珠;刘达新;张晓宇;王柏林【摘要】降水天气现象自动化观测是实现地面自动化观测的重要内容之一,为了克服人工观测的主观性,提高降水现象观测资料的完整性和实时性,中国气象局气象探测中心遴选了6家厂家18台雨滴谱降水现象仪分别在北京站和长沙站进行为期3个月的降水天气现象仪对比试验.主要从试验的选址、原理、标准、方法及参试设备的试验数据进行分析,结果表明:参试设备对雨强大于0.1 mm/h的平均捕获率不低于97％,对雨强小于0.1 mm/h的平均捕获率不低于84％;各参试设备吻合率随着降水强度的逐渐增大,经历了一个先升后降的过程;参试设备对冰雹现象观测结果较为理想,所有参试设备对冰雹现象平均错报率均低于0.5％,而对毛毛雨和未知现象的观测仍需改进;参试设备的漏报率与雨强大小呈负相关,雨强越小,漏报率越高.%The automatic observation of precipitation weather phenomena is an important part of the ground observation automation.In order to eliminate the subjectivity of manual observation and improve the integrity and timeliness of precipitation data,the China Meteorological Administration Meteorological Observation Center selected 18 laser raindrop spectrometers from 6 manufacturers,which participated in the 3-month contrast experiment on precipitation weather phenomena meters in Beijing and Changsha.This paper is focusing on the experiment equipment,test data analysis and summary,mainly from the experiment location,principles,standards,methods and other aspects.The average capture rate of the tested equipment is not less than 97％ for precipitation intensity of greater than 0.1 mm/h,and not less than 84％ for precipitationintensity of less than 0.1 mm/h.The consistent rate of the tested equipment went through a process of increasing firstly and then decreasing with the increase of precipitation.The test results of the tested equipment are relatively ideal for hail phenomenon,and the average false alarm rate of all the tested equipment is less than 0.5％ for hail phenomenon,while the observations of drizzle and unknown phenomena still need improvement.The misstatement rate is negatively correlated with the precipitation intensity.The smaller the precipitation intensity is,the higher the misstatements rate.The results provide hopefully a reference for the relevant technicians.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】7页(P995-1001)【关键词】降水现象仪;对比观测试验;数据分析【作者】杜波;马舒庆;梁明珠;刘达新;张晓宇;王柏林【作者单位】中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;浙江省湖州市气象局,湖州313000;中国气象局气象探测中心,北京100081;成都信息工程学院,成都610000;中国气象局气象探测中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P414降水是气象观测的常规项目，它是表征天气现象的一个物理量。

DSG1型降水现象仪的故障诊断及期间核查方法作者：解帅江新安周翔来源：《农业灾害研究》2024年第02期摘要：降水現象仪是地面自动化观测的重要组成部分，保证其稳定运行和数据的准确性至关重要。

结合实际对DSG1型降水现象仪业务运行常见故障、期间核查进行了分析与总结，并提出了易操作的故障诊断和数据质量核查方法，供台站业务人员参考。

关键词：降水现象仪；故障诊断；期间核查中图分类号：P414.9 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）02–0-030 引言降水现象是指从天空降下固态、液态、混合态降水的天气现象。

在气象观测业务中，对降水类型和时间的观测一般以降水现象仪自动观测为主、人工观测订正为辅。

降水现象仪可实现对毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹5种降水现象的全天候自动观测与识别，避免了以往人工观测的主观性，提升了降水观测资料的及时性和准确性[1]。

在降水现象仪业务运行过程中，部分台站出现了因故障造成数据中断、偏差等现象。

以新疆伊犁本地10个气象台站布设的DSG1型降水现象仪为例，结合实际经验，分析与总结了对业务运行中常见故障的检修和期间核查方法，供台站参考。

1 结构与原理DSG1型降水现象仪由雨滴谱传感器、数据采集器、供电和通信单元组成（图1）。

供电单元负责提供设备运行12 V直流电源和传感器24 V加热电源。

雨滴谱传感器基于激光衰减原理设计，通过采样区测量降水粒子的下落速度和尺寸，获取雨滴谱信息以识别降水现象。

数据采集器监测雨滴谱传感器的工作状态，从传感器获取雨滴谱数据和降水类型，经过算法处理后存储数据，转换数据传输的格式。

通信单元将数据信号进行光电转换，传输至串口服务器对应PORT口，与自动气象站、日照等设备数据汇总传输至终端计算机[2]。

2 故障诊断流程造成降水现象仪的数据缺测或偏差等问题的因素有许多，当发现终端计算机ISOS软件降水现象仪的数据采集出现异常时，在出现降水天气过程时，应切换备份站降水现象仪，并进行人工观测订正，在无降水天气过程时检查、删除异常数据，并对设备进行检修、现场核查。

一种激光雨滴谱仪小雨滴检测方法刘俊;马尚昌;杨笔锋【摘要】针对激光雨滴谱仪中接收端信号非常微弱、小雨滴信号容易受噪声干扰的特点,为提高系统的信噪比和小雨滴检测能力,基于微弱信号检测原理,优化前端模拟电路设计,采用数字锁相放大(DLIA)技术,构建了以OMAP3530的DSP Core为核心的数字锁相放大器.系统结构简单、易于实现,可以避免模拟器件的零漂、非线性等问题.仿真结果表明:这种数字锁相放大器能实现微弱信号的恒定放大,抑制了对带外噪声的放大,提高了信噪比(SNR),能有效提高激光雨滴谱仪的小雨滴检测能力.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2013(041)004【总页数】6页(P603-607,613)【关键词】激光雨滴谱仪;小雨滴检测;数字锁相放大;OMAP3530【作者】刘俊;马尚昌;杨笔锋【作者单位】成都信息工程学院电子工程学院,成都610225;成都信息工程学院电子工程学院,成都610225;中国气象局大气探测重点开放实验室,成都610225;成都信息工程学院电子工程学院,成都610225【正文语种】中文引言大气降水测量是地球水循环监测的重要环节，是水资源利用的重要组成部分，也是气候变化、地质灾害、洪水灾害预警和环境评估等方面的重要影响因素［1］。

因此，降雨量和降雨强度的准确监测，对生产实践具有重要意义［2-3］。

其中毛毛雨（一般雨滴粒径小于0.5mm）［4］常伴有雾和低云，能见度较差，对航空、交通影响巨大。

与传统方法［5］不同，光电式雨量计采用的是一种非接触式、快捷灵敏的检测手段，它具有灵敏度高、响应时间快、自动化水平高以及易于维护等优点。

目前，国内外很多学者和专家都在对光学雨量器进行研究，提出了很多测量雨滴粒径大小和速度的算法［6-7］。

国外已有较为成熟的光学雨量传感器，并得到了较为广泛的应用，而国内却刚刚起步，基本限于对国外传感器的性能测试分析和降雨对比观测方面的研究，与国际先进技术水平相比还有一定距离，需要重点发展［8］。

雨滴谱式降水现象仪降水类型判定算法优化探究杨宁;张晋;刘钧【摘要】雨滴谱式降水现象仪目前已在国内台站大量列装,随着众多设备投入运行,全国各地大量真实的降水现象原始数据和粒子谱图数据可被测量记录,通过对其中部分数据的对比分析,发现雨滴谱式降水现象仪在现象判定准确性方面与人工观测还有一定差距.通过对国内真实观测数据的横向比对发现,发生降水天气现象的同时,相关气象要素值都会发生相应的变化,在完善现有算法的基础上,提出一种通过综合目前业务台站已有相关气象要素的实时数据进行现象综合判定的方法,从而解决因单一传感器观测原理和方式的局限性导致现象判定准确性不佳的问题,提高天气现象判定准确性.该方法的实质与人工观测某种天气现象时的工作原理保持一致.通过对部分已有天气现象对比观测数据的分析,在提出相应的阈值进行综合判定后,能够对部分现象的误报进行订正.通过对不同地域大量数据的分析汇总,这种方式能够解决部分由于仪器测量工作原理的局限性导致的单个仪器在现有条件下现象观测准确性无法完全达到人工观测水平的问题.【期刊名称】《气象科技进展》【年(卷),期】2018(008)006【总页数】6页(P89-94)【关键词】降水天气现象;雨滴谱【作者】杨宁;张晋;刘钧【作者单位】华云升达(北京)气象科技有限责任公司,北京 102299;中国华云气象科技集团公司,北京 100081;华云升达(北京)气象科技有限责任公司,北京 102299【正文语种】中文0 引言降水现象观测是地面气象观测的基本内容之一，实现降水现象自动观测，将有效提高观测的频次和质量。

雨滴谱式降水现象仪通过激光测量技术对降水过程进行记录、分析，能够自动实现降水现象要素观测，数据采样、存储和处理，并按照气象业务规定数据格式输出多种降水类型。

雨滴谱式降水现象仪目前在全国2423个台站已完成布设，正在进行人工与自动观测的对比，为降水现象仪数据的可用性进行科学论证。

从目前反馈的情况来看，设备整体性能明显优于人工观测，但在准确性方面还不能做到100%准确识别。

降水现象仪现场核查方法（试行）Field Inspection Specification for Precipitation Phenomenon Instrument2019年1月目录雨滴谱式降水现象仪现场核查方法 ............................................ 前言. (I)1 范围 (1)2 引用文件 (1)3 术语和计量单位 (1)3.1 雨滴谱仪 (1)3.2 降水现象 (1)4 降水现象仪组成结构及技术要求 (1)4.1 传感器 (1)4.2 数据采集 (1)4.3 外围设备 (2)4.4 采集软件 (2)5 核查条件 (2)5.1 标准仪器及配套设备 (2)5.2 环境条件 (2)6 核查方法 (2)6.1 核查前准备 (2)6.2 核查方法 (3)6.3 数据处理 (3)7 核查时间间隔 (4)附录A 业务台站降水现象仪现场核查记录表 (5)附录B 核查证书（参考格式） (7)前言本方法规定了气象部门雨滴谱式降水现象仪现场核查方法。

本方法由中国气象局综合观测司委托中国气象局气象探测中心组织编写。

主要编写单位和人员有：中国气象局气象探测中心边泽强、崇伟、李松奎。

降水现象仪现场核查方法（试行版）1范围本方法规定了气象部门雨滴谱式降水现象仪（以下简称“降水现象仪”）现场核查方法。

本方法适用于气象部门配备的降水现象仪的现场核查。

2引用文件本方法引用了下列文件：QX/T 8-2002 气象仪器术语中国气象局降水现象仪功能规格需求书（试行版）凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

3术语和计量单位3.1雨滴谱仪捕获通过大气降落的液态或固态水物质微粒的聚集体，并观测其直径分布和下落速度的仪器。

3.2自动观测的降水现象在一定的天气条件下，发生在大气中、地面上通过雨滴谱仪观测的毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹等5种天气现象。

水利部办公厅、市场监管总局办公厅关于开展水土保持监测设备计量管理工作的通知文章属性•【制定机关】水利部,国家市场监督管理总局•【公布日期】2021.11.30•【文号】办水保〔2021〕357号•【施行日期】2021.11.30•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】水土保持正文水利部办公厅市场监管总局办公厅关于开展水土保持监测设备计量管理工作的通知办水保〔2021〕357号各省、自治区、直辖市水利（水务）厅（局）、市场监管局（厅、委），新疆生产建设兵团水利局、市场监管局，各有关单位：为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，加强计量体系和能力建设，提高水土保持监测数据的准确性、可靠性和权威性，有效支撑水土流失综合防治和生态文明建设，现就开展水土保持监测设备计量管理工作通知如下。

一、开展水土保持监测设备计量管理工作的重要意义“十四五”时期，我国生态文明建设进入了促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。

水土保持是生态文明建设的重要内容，落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出的提升生态系统质量和稳定性、科学推进水土流失综合治理、开展生态系统保护成效监测评估等任务，亟需开展水土保持监测设备计量管理工作，确保水土保持第一手观测数据质量，提升水土保持监测水平，为客观精准反映水土流失状况与生态系统质量提供可靠依据。

目前，水土保持监测中的设备计量管理工作还很薄弱，计量技术规范体系建设相对滞后，计量技术机构支撑能力仍有不足，监督管理机制尚未形成，与生态文明建设的新形势、新要求不相适应。

各级水行政主管部门要充分认识开展水土保持监测设备计量管理工作是提升新发展阶段水土保持监测支撑能力的必然要求，对于科学推进水土流失综合防治和生态文明建设具有重要基础作用，要切实加强组织领导，采取有力措施，加大推进力度，尽快补齐监测设备计量管理短板。