氣象和水文降雨監測的區別探究

劉祖俐 溫耀美 李子平 麥宗鑒

摘 要 氣象、水文對降雨負有監測職責，為防災提供決策。但是，兩個部門各自降雨監測系統不同，在同時段、同地區測得結果往往不同，為防災帶來了干擾。基于此，對氣象和水文降雨監測系統特點進行分析，總結出相互間的利弊及取舍關系，為防災減災提供便利。

關鍵詞 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 文獻標志碼：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“白鹿”，受低壓殘余流和西南季風共同影響，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木威村，247 mm;氣象部門測得最大雨量為信宜金垌鎮徑口（舊鎮區），

80.7 mm。兩站點直線距離約4.5 km。

1.2 災情

26日凌晨，信宜市金垌木威、木新、垌心3個村約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生塌方。

1.3 預報

臺風環流降雨云系即將影響信宜市前，信宜市僅出現零星小雨，強降水云團尚在肇慶和云浮等地，26日1：00，全市降水僅為1 mm以下，主要降水云團還遠在北面距離信宜約50 km的廣西境內，信宜市氣象預報員根據經驗參考信宜西北站地區的氣象、水文降雨監測站數據進行分析，于夜間1：29及時發出暴雨黃色預警信號，6：00升級為暴雨紅色預警信號，6：30分信宜市金垌鎮等地已出現大暴雨。

2 預報分析

針對背景，信宜市預報員的經驗做法非常可取，但氣象、水文部門在降雨監測方面均存在不足之處。以茂名地區為例，開展對氣象和水文在降雨監測方面對比分析，從雨量傳感器型號、自動站數量、自動站分布情況等多方面進行對比分析。

2.1 雨量傳感器型號

氣象部門雨量傳感器規格型號為SL3-1，由上海氣象儀器廠生產，分辨率為0.1 mm，主要采用兩層翻斗式結構（如圖1）。水文雨量傳感器規格型號為JDZ05-1，由上海氣象儀器廠生產，分辨率為0.5 mm，其內部結構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，且當降雨量<0.5 mm時，翻斗不翻動也就不會產生信號數據，記無降雨;氣象的降雨量數據

5 min更新一次，而水文的降雨量數據60 min才更新一次。兩者對比而言，氣象降雨監測方面較水文更精確、更及時，有利于防災預報預警。

2.2 地區站點數量

由線上實時雨情控制窗口統計可得：茂名地區現有在線水文雨量監測站點137個，氣象雨量監測站點171個。從數量上分析，氣象雨量監測站點分布較多較廣。

2.3 站點分布

標準氣象自動站含4～6個氣象要素，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。水文雨量監測站相對簡單，只有降雨要素，占地不足一平方。如圖2和圖3所示，從現有雨量監測站點布局分析，水文雨量監測站點分布較氣象更接近人民群眾生活。監測數據用途決定了站點分局，從雨量監測站建立初衷，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，主要用于監測地面增水、實時洪水預報，雨量監測站點是為防洪而建。而氣象資料最主要為天氣預報、氣象信息、氣候分析、科學研究和氣象服務提供依據，且氣象自動站因占地較大、要素多，并有效代表該地區氣候，多建設在鎮區、學校等征地、搬遷容易的公用地方。就站點分布而言，水文優于氣象，且站點分布在防災中的作用比精確度、數量更為突出，可以說是重中之重。

3 結論與建議

降雨存在時空分布差異較大的特點，水文和氣象對降雨由于監測站點使用傳感器的型號、精確度、分布數量和地區不同，建站目標不同，所以在使用方面也應實行差別對待：在對氣候研究、天氣統一大過程預報、數據應用方面應使用氣象自動站的數據;在短臨預警、地面增水研究、轉移群眾防災救災等方面偏向于應用水文的數據。基于此，氣象部門應開展單要素監測業務的研究及運行;水文氣象部門應加強合作，加密自動站布局，深入研究降水與洪水之間關聯度，提升防災減災能力。

參考文獻：

[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用分析[J].河南水利與南水北調，2012（9）：57-58.

（責任編輯：劉昀）