虹吸式自记雨量计的测量误差及评定

（一）误差来源

1.湿润误差

自记雨量计的湿润误差也称起始误差，与雨量器的湿润损失类似。降雨初期，当雨水注入雨量器时，承雨器、漏斗、进水管和浮子室内壁吸附部分水分，使记录的降雨量小于实际降雨量。试验表明，对于干燥的自记雨量计，注入水量4.5～5.0mL时，自记雨量计浮子才开始运行，说明湿润损失水量为4.5～5.0mL，将其换算成降水量应为

2.蒸发损失

与雨量器蒸发损失相同。

3.动力误差

因为承雨器器口高度高于雨量器器口，所以动力损失要稍大一些。

4.仪器误差

（1）分项误差[49]。①承水器环口内径制造误差。因内径为200+0.60mm，故引起雨量计量最大允许误差为δ1=0.6%，是正向系统误差。②浮子室内径制造误差。因内径为630-0.2mm，故引起雨量计量最大允许误差为δ2=0.63%，是正向系统误差。③零点不稳定性。零点不稳定性是指每次虹吸结束后，浮子杆上的记录笔不能绝对归零产生的读数误差，最大允许误差为δ3=±1.0%，是随机误差。④记录纸误差。包括记录纸刻度误差以及受温度、湿度影响而变形产生的误差，最大允许误差为δ4=±0.28%，是随机误差。⑤虹吸误差。雨量计在虹吸过程中，承雨器将继续承接不断降落的雨水，并向浮子室注水，而这部分水也将随虹吸过程排出，致使雨量计记录值小于实际降雨量，产生虹吸误差。已知P=10mm，t=14s，取降雨强度i=0.01～4.0mm/min，如按本章第三节推荐的方法计算，虹吸误差为δ5=0.2%～10.3%。虹吸误差是负向系统误差，按规定当虹吸误差大于0.2mm时，需进行订正。因此，可将0.2mm作为虹吸允许误差，即δ5=2.0%。(www.xing528.com)

将①、②、⑤三项误差作为未定系统误差且服从均匀分布，可得这三项误差的标准差分别为s（δ1）=0.17%，s（δ2）=0.17%，s（δ5）=0.58%。③、④两项误差为随机误差，将允许误差作为限差，可得这两项误差的标准差分别为s（δ3）=0.5%和s（δ4）=0.14%。采用方和根法，可得仪器误差标准差为s（Pi）=0.82%。

（2）整体检定。仪器分项误差的计算相当于理论分析，对仪器设计制造起重要参考作用。但仪器在出厂前还要作整体检定，给出仪器量测误差，或称量测精度。SL21—90《降水量观测规范》规定，为测定仪器量测误差，可采用室内人工注水方式观测雨量计记录量和仪器排水量，按下式计算量测精度

式中：δ为雨量计量测相对误差，%；Wr为仪器记录水量，mm；Wd为仪器排水量，mm。

当仪器的分辨能力分别为0.1mm、0.5mm、1mm且相应排水量分别大于10mm、12.5mm、25mm时，规定仪器允许量测误差为±4%。一台合格的自记雨量计的量测误差必然在这个允许误差范围内。仪器在使用过程中，因安装调试等原因可能改变仪器出厂时的量测精度，为此观测人员也应采用上述方法进行野外整体检定。

如果将仪器允许量测误差作为限差，那么自记雨量计量测误差标准差为2%。

（二）观测值修正

（1）关于湿润误差、蒸发误差和动力误差是否修正的问题，其观点同雨量器。

（2）仪器误差中的虹吸误差是主要的，属于动态负向系统误差，与虹吸瞬时降雨强度有关。虹吸误差按规定需进行订正，其订正方法见第三节。