常見的降水量觀測儀器有哪些？
降水量觀測儀器依據工作原理和結構組成分為了多種類型，其中最常見的是翻斗式雨量計、光學雨量計和壓電式雨量計。
① 翻斗式雨量計是通過一個傾斜漏斗來收集雨水，在一定量的雨水進入漏斗后，下面的翻斗會傾斜并傾倒其中的水，此時會被感應器檢測到，從而來確定降雨量。
② 光學雨量計利用光學原理來測量降雨量。傳感器內部包含光源和接收器，通過測量光線的衰減來確定降雨量。
③ 壓電式雨量計通過壓電效應來測量降雨量。雨滴落在傳感器表面時會產生壓力變化，壓電材料會產生電荷輸出，通過測量電荷的變化來確定降雨量。
孰優孰劣？
光學雨量計與壓電式雨量計體積小巧、方便安裝，但它們都有一個共同的缺點——“精度差”。
對于光學雨量計而言，日積月累的灰塵、樹葉稍微擺動造成的光影，只要是光路有哪怕一點點的偏差，就會導致反射光的角度和強度測量出現誤差。
對于壓電式雨量計來說，不僅難以監測到小雨強（毛毛雨、太陽雨），在野外長期監測時受到風、灰塵、振動等環境因素的影響也易導致誤報，有時還會將沙塵天氣誤判有雨，且測量數據受到雨滴大小、形狀、速度等特性的影響，降低了測量的準確性。
為什么會將沙塵暴誤判為降雨？
由于壓電式雨量計是利用壓電陶瓷的壓電效應來測量雨量，沙塵天氣中的風沙等雜物撞擊傳感器表面會產生和雨滴碰撞時類似的壓力變化，傳感器會誤判為雨滴撞擊，從而誤判有雨。
翻斗式雨量計相較于其它集中類型的雨量計唯一的不足就是體積較大，但在其他方面有著其他類型雨量計無可比擬的優勢。它測量高效、靈敏度好、防護性強，而且，最重要的是精度高！它能實時、準確地記錄降水量，不受灰塵、陰影的影響，搭配精心設計的翻斗結構和精確的計數系統，即使在惡劣的天氣條件下也能保持高精度測量。
我們都知道監測降水量最重要的是什么？肯定是精度！
降水量觀測儀器的準確度直接關系到所測量數據的可靠性，特別在人工降雨的效果檢驗和水文、水利方面，其測量的準確度顯得尤為重要。降水量觀測儀器所測量的數據不僅是研究水文循環系統的基礎資料，也是水資源管理和防洪減災的重要依據。因此，精度高的翻斗式雨量計無疑是降水量觀測的第一選擇。
此外，光學雨量計依賴于光學技術和電子元件，雖然設計上少了日常維護的需求，如果設備出現故障，其維修和校準更為復雜和昂貴，翻斗式雨量計結構簡單可靠，易于清潔和更換部件，降低了使用成本和維護難度，使用時也不需要復雜的設置和調試過程。
如何選擇翻斗式雨量計？
市面上的翻斗式雨量計很多，各家有各家的賣點，熙熙攘攘，用戶選起來也是左右為難，那用戶應該如何挑選出一款優秀的翻斗式雨量計呢？
別擔心，你想到的問題國家也幫你想到了，因此國家標準降水量觀測儀器（GB/T 21978.2 - 2014）對翻斗式雨量計的生產、檢測和使用提供了統一的技術規范和質量標準，參考它選設備，準沒錯。
接下來，我們就帶著大家，根據國家標準給大家好好科普下該如何選擇翻斗式雨量計，讓大家在購買的時候精準避雷。
翻斗式雨量計避雷第一步：先看承雨口
承雨口是影響翻斗式雨量計測量精度的最重要因素，只有符合國家標準規定的承雨口才能保障測量數據的準確性。由于翻斗式雨量計是通過計算單位面積在某段時間內的降水量來進行測量的，所以單位面積必須準確。為了保障單位面積準確性，國家降水量觀測儀器（GB/T 21978.2- 2014）中對翻斗式雨量計中承雨口的一般要求、內徑尺寸及刃口角度進行了詳細要求。
① 為什么承雨口徑內徑尺寸必須是φ200mm？
翻斗式雨量計是通過將每分鐘測得的雨量除以承雨口截面積來計算每平方米的降雨量，因此承雨口徑是計算每平方米降雨量的關鍵參數。φ200mm的承雨口徑能夠能對不同地區、不同降雨類型（小雨、中雨、大雨、暴雨等）的降水進行有效收集和測量，所獲取的數據能更好地反映當地的實際降雨情況，既不會因口徑過小導致雨水濺出或在短時間內就溢出，影響測量結果；也不會因口徑過大使單位降雨深度對應的雨量變化過于微小，難以精確測量。
同時，國家標準對承雨口徑進行了統一規定，使得全國各地乃至全球不同地區、不同時間段的降雨數據在進行對比和分析時，具有相同的基礎和標準，避免了因口徑差異導致的數據不可比問題。有助于不同部門、不同研究機構之間的數據交流和共享，提高了數據的利用價值和科研效率。
市面上的翻斗式雨量計五花八門，承雨口徑也各不相同，大家在選擇時一定要嚴格按照國家標準，這樣才能擁有可靠的數據基礎。
② 為什么刃口角度必須在40°~45°之間？
前面提到了翻斗式雨量計是通過計算單位面積在某段時間內的降水量來進行測量的，所以單位面積必須準確，“刃口”也是一個關鍵點，當刃口角度在40°~45°范圍內時，其形狀最鋒利，可以將承接的雨水進行精準分割，清晰地界定雨滴的落點（確保雨滴一定是落在承雨口徑內或者承雨口徑外），避免模糊區域的產生。
Ps：當雨水落下接觸到刃口時，會依據刃口的形狀和設計，均勻且有序地流入翻斗，避免雨水在承雨口處無序飛濺或漫流，確保每個翻斗所承接的雨水量一致，為精確測量降雨量提供了基礎。如果沒有刃口，雨水可能會隨機地流入翻斗，導致每個翻斗收集的雨水量差異較大。同時，刃口也有助于降低外界因素（如風力、異物等）對雨水收集的干擾，也能阻止較大的異物直接進入翻斗，影響翻斗的正常翻轉和測量精度。
但這樣的設計在保證質量的同時必定增加成本，因此市面上就出現了用薄的不銹鋼板代替刃口或者是將不銹鋼進行彎折做刃口的產品，在實際應用中，這種以次充好的翻斗式雨量計測量精度差，測量結果誤差大。當雨滴落在不銹鋼板時，即使再薄的不銹鋼板，也會一定的厚度，根本不能保證到底是在桶內還是桶外，也無法達到國家標準中所提到的效果，所以我們在選擇時一定要仔細觀察。
③ 為什么對承雨口材質及內壁深度也有要求？
承雨口負責接收并引導雨水進入雨量計進行測量，內部光滑不易變形的材料可以保障雨水可以順利流向漏斗，承雨口內壁深度達到國家標準要求（承雨口深度不應小于100mm），可以保障雨水在落入承雨口時不會因為沖擊力而濺出承雨口外，導致實際測量的降雨量偏小，影響測量的準確性。
市面有些廠家的產品為節省材料，承雨口內壁深度并不達標（小于100mm），或者有些廠家只保證承雨口內壁最深處100mm，但其他位置深度也不達標，設備在使用時仍然有雨水落入再濺出的風險。所以用戶在選擇的時候應注意分辨，應優先選擇承雨口內壁各位置深度都能達到100mm的設備；還有些廠家在材質上偷工減料，導致設備在使用一段時間后就會出現生銹、變形情況，所以用戶也要認真挑選。
此外一些其他設計，也可以進一步提升了翻斗式雨量計的精度。如：出水倉采用“迷宮式”設計，防止從底部吹上的風造成翻斗誤動作，也可搭配防風底座做到雙重保護，徹底杜絕誤測量。搭配包邊過濾網能隔絕外界環境（樹葉、樹枝）干擾，防止堵塞漏斗，降低設備維護成本。
翻斗式雨量計避雷第二步：如何確保準確度？
看了前邊，你一定會問，是不是只要承雨口符合我們前邊說的那幾點，翻斗式雨量計的準確度肯定就達標了呢？肯定沒有這么簡單，承雨口符合國家標準只是翻斗式雨量計精度可以達標的基礎要求，而如何判斷準確度是否達標，最簡單的方法就是看有沒有權威機構出具的檢測報告。
國家標準中指出，當降雨強度在0.01 mm/min~4.0 mm/min范圍內變化時，根據誤差大小，翻斗式傳感器準確度被劃分為三個等級。
因此大家在和商家確認準確度等級時，口說無憑，一定要以專業機構的檢測報告為準!
翻斗式雨量計避雷第三步：區分不同分辨力
為什么需要有不同分辨力？
1、滿足不同精度要求的測量場景。如：在氣象科學研究領域，研究人員需要詳細了解降雨的各種特征和變化規律，0.1mm分辨率的翻斗式雨量計能夠捕捉到極其細微的雨量變化，有助于深入研究天氣系統的演變和氣候模型的改進；在一些對降雨精度要求不是特別苛刻，更關注降雨的大致量級和趨勢的日常應用場景中，如城市防汛監測、農業灌溉指導等，使用相對較低分辨率(0.2mm或0.5mm分辨率)的設備就能夠滿足需求。
2、適應不同降雨強度范圍。對于小雨、毛毛雨或微量降雨的測量，需要高分辨率（如0.1mm）的雨量計來更敏銳地捕捉雨量變化，避免因分辨率過低而無法準確測量或遺漏小雨量數據的情況；在大雨或暴雨天氣條件下，降雨強度較大，雨量變化迅速，較低分辨率的設備則能夠在短時間內處理較大的雨水量，并且不會因為頻繁的微小雨量變化而導致數據記錄過于密集和復雜，可以更有效地反映強降雨過程中的雨量變化。
翻斗式雨量計避雷第四步：確認降雨量測量強度范圍
翻斗式雨量計的工作原理和機械結構決定了其在一定的降雨強度范圍內能夠保持較高的測量精度和穩定性，當降雨強度超出這個范圍時，可能會出現翻斗翻轉過快或過慢、雨水飛濺、殘留等問題，從而影響測量的準確性，因此翻斗式雨量計在使用時應明確降雨強度，確保在該范圍內更好地發揮其性能。
翻斗式雨量計避雷第五步：看內部結構
單翻斗雨量計設計簡潔，由一個漏斗和一個翻斗組成，便于安裝和維護；雙翻斗雨量計采用上下兩層翻斗，上層為過渡翻斗，下層為計量翻斗，可以將強度不同的自然降水持續而均勻地注入到計量翻斗，提高降水檢測的準確度。大家根據需求，靈活選擇。
翻斗式雨量計避雷最后一步：看工作環境條件
溫度和空氣相對濕度也是影響雨量計工作的重要因素。翻斗式雨量計內部包含多種機械部件和電子元件，如翻斗、軸套、干簧管、信號傳輸線路等，高溫/低溫會使材料的膨脹、收縮系數不可控，導致部件變形、磨損加劇、精度下降或出現故障等，高濕度環境容易使電子元件受潮，導致絕緣性能下降、短路、腐蝕等問題，影響雨量計的電氣性能和信號傳輸的準確性。國家標準中對翻斗式雨量計的工作環境條件進行規定，能夠確保這些部件的物理性能和化學穩定性能夠保持相對穩定，從而保證翻斗式雨量計的正常運行和測量精度，同時也為用戶提供參考依據，甄別劣質產品。
看完以上這六步，翻斗式雨量計怎么選，你學會了嗎？
