氣象和水文降雨監(jiān)測的區(qū)別探究

劉祖俐 溫耀美 李子平 麥宗鑒

摘 要 氣象、水文對降雨負(fù)有監(jiān)測職責(zé)，為防災(zāi)提供決策。但是，兩個(gè)部門各自降雨監(jiān)測系統(tǒng)不同，在同時(shí)段、同地區(qū)測得結(jié)果往往不同，為防災(zāi)帶來了干擾。基于此，對氣象和水文降雨監(jiān)測系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)出相互間的利弊及取舍關(guān)系，為防災(zāi)減災(zāi)提供便利。

關(guān)鍵詞 氣象;水文;翻斗式雨量傳感器;降雨量;對比分析

中圖分類號：P339 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.21.078

1 研究背景

1.1 降雨過程

2019年第11號臺風(fēng)“白鹿”，受低壓殘余流和西南季風(fēng)共同影響，8月26日信宜市中北部普降大到暴雨局部大暴雨，主要降水時(shí)段為25日20：00至26日9：00。水文站測得最大雨量為信宜金垌鎮(zhèn)木威村，247 mm;氣象部門測得最大雨量為信宜金垌鎮(zhèn)徑口（舊鎮(zhèn)區(qū)），

80.7 mm。兩站點(diǎn)直線距離約4.5 km。

1.2 災(zāi)情

26日凌晨，信宜市金垌木威、木新、垌心3個(gè)村約60間房屋受浸，受浸房屋最高水位1.5 m，塘邊村部分河堤被沖塌，2間房屋倒塌，金垌至廣西有一處省道發(fā)生塌方。

1.3 預(yù)報(bào)

臺風(fēng)環(huán)流降雨云系即將影響信宜市前，信宜市僅出現(xiàn)零星小雨，強(qiáng)降水云團(tuán)尚在肇慶和云浮等地，26日1：00，全市降水僅為1 mm以下，主要降水云團(tuán)還遠(yuǎn)在北面距離信宜約50 km的廣西境內(nèi)，信宜市氣象預(yù)報(bào)員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參考信宜西北站地區(qū)的氣象、水文降雨監(jiān)測站數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，于夜間1：29及時(shí)發(fā)出暴雨黃色預(yù)警信號，6：00升級為暴雨紅色預(yù)警信號，6：30分信宜市金垌鎮(zhèn)等地已出現(xiàn)大暴雨。

2 預(yù)報(bào)分析

針對背景，信宜市預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)做法非?？扇。珰庀?、水文部門在降雨監(jiān)測方面均存在不足之處。以茂名地區(qū)為例，開展對氣象和水文在降雨監(jiān)測方面對比分析，從雨量傳感器型號、自動站數(shù)量、自動站分布情況等多方面進(jìn)行對比分析。

2.1 雨量傳感器型號

氣象部門雨量傳感器規(guī)格型號為SL3-1，由上海氣象儀器廠生產(chǎn)，分辨率為0.1 mm，主要采用兩層翻斗式結(jié)構(gòu)（如圖1）。水文雨量傳感器規(guī)格型號為JDZ05-1，由上海氣象儀器廠生產(chǎn)，分辨率為0.5 mm，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及采集原理與氣象雨量傳感器相同[1]。氣象和水文雨量傳感器雖然型號不同，但原理相同。差距在于水文雨量傳感器誤差較大，且當(dāng)降雨量<0.5 mm時(shí)，翻斗不翻動也就不會產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)，記無降雨;氣象的降雨量數(shù)據(jù)

5 min更新一次，而水文的降雨量數(shù)據(jù)60 min才更新一次。兩者對比而言，氣象降雨監(jiān)測方面較水文更精確、更及時(shí)，有利于防災(zāi)預(yù)報(bào)預(yù)警。

2.2 地區(qū)站點(diǎn)數(shù)量

由線上實(shí)時(shí)雨情控制窗口統(tǒng)計(jì)可得：茂名地區(qū)現(xiàn)有在線水文雨量監(jiān)測站點(diǎn)137個(gè)，氣象雨量監(jiān)測站點(diǎn)171個(gè)。從數(shù)量上分析，氣象雨量監(jiān)測站點(diǎn)分布較多較廣。

2.3 站點(diǎn)分布

標(biāo)準(zhǔn)氣象自動站含4～6個(gè)氣象要素，觀測場面積不得小于6 m×4 m，特殊地形除外。這決定了氣象雨量傳感器多分布地形開闊地方，且該地氣候能代表該地區(qū)。水文雨量監(jiān)測站相對簡單，只有降雨要素，占地不足一平方。如圖2和圖3所示，從現(xiàn)有雨量監(jiān)測站點(diǎn)布局分析，水文雨量監(jiān)測站點(diǎn)分布較氣象更接近人民群眾生活。監(jiān)測數(shù)據(jù)用途決定了站點(diǎn)分局，從雨量監(jiān)測站建立初衷，也能說明其中差別之處。降雨量資料是水文資料的重要組成部分，主要用于監(jiān)測地面增水、實(shí)時(shí)洪水預(yù)報(bào)，雨量監(jiān)測站點(diǎn)是為防洪而建。而氣象資料最主要為天氣預(yù)報(bào)、氣象信息、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供依據(jù)，且氣象自動站因占地較大、要素多，并有效代表該地區(qū)氣候，多建設(shè)在鎮(zhèn)區(qū)、學(xué)校等征地、搬遷容易的公用地方。就站點(diǎn)分布而言，水文優(yōu)于氣象，且站點(diǎn)分布在防災(zāi)中的作用比精確度、數(shù)量更為突出，可以說是重中之重。

3 結(jié)論與建議

降雨存在時(shí)空分布差異較大的特點(diǎn)，水文和氣象對降雨由于監(jiān)測站點(diǎn)使用傳感器的型號、精確度、分布數(shù)量和地區(qū)不同，建站目標(biāo)不同，所以在使用方面也應(yīng)實(shí)行差別對待：在對氣候研究、天氣統(tǒng)一大過程預(yù)報(bào)、數(shù)據(jù)應(yīng)用方面應(yīng)使用氣象自動站的數(shù)據(jù);在短臨預(yù)警、地面增水研究、轉(zhuǎn)移群眾防災(zāi)救災(zāi)等方面偏向于應(yīng)用水文的數(shù)據(jù)?；诖?，氣象部門應(yīng)開展單要素監(jiān)測業(yè)務(wù)的研究及運(yùn)行;水文氣象部門應(yīng)加強(qiáng)合作，加密自動站布局，深入研究降水與洪水之間關(guān)聯(lián)度，提升防災(zāi)減災(zāi)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王冬至，翟朋云，王利敏.JDZ05-1型翻斗式雨量傳感器在淇門水文站的應(yīng)用分析[J].河南水利與南水北調(diào)，2012（9）：57-58.

（責(zé)任編輯：劉昀）