降水問題知多少

文｜衛倩倩

降水的定義

根據中國氣象局2003版《地面氣象觀測規范》（下簡稱“《規范》”）的定義，降水是指從天空降落到地面上的液態或固態（經融化后）的水。氣象上的降水觀測包括降水量和降水強度的觀測。

降水量是指在某一時段內未經蒸發、滲透、流失的降水，在水平面上積累的深度以毫米為單位，取1位小數。降水強度是指單位時間的降水量，通常測定5分鐘、10分鐘和1小時內的最大降水量。

氣象上說的降水，一般又分為液態降水和固態降水。液態降水，用天氣現象來解釋，可以理解為以水這種相態降落到地面的雨、毛毛雨等。而固態降水一般指的是雪、雨夾雪等降水現象。還有一種較為特殊的現象——冰雹，它既可以按液態降水測定降水量，也可以按固態降水來測定，區別在于當冰雹降落后迅速融化時，也就是地面沒有產生累積，此時的冰雹就屬于液態降水，否則就需要按照固態降水來進行降水量的測定。所以說，降雨量、降雪量都屬于降水量，只是由于降水相態的不同而有所區分。

從降水量的定義可以看出，氣象上測量的降水是從空中降落至地面的全部降水，同時為了各地降水量具有可比性，必須是水平面上的測量值。有人說就是把水接起來，看能下多少。確實，還真是如此，降水量測量儀器實現的就是這個功能。當然，為了能準確測量降水量值，儀器的規格大小、測量誤差、安裝標準等都有嚴格要求。

降水強度的觀測在預報預警、決策服務、氣候預測等方面有重要的參考意義。例如，夏季，如果山西省的11個地市中有哪個市區10分鐘降水量大于3毫米的話，說明量級較大，就要考慮是否需要發布城市內澇預警。而預報員在對一些天氣個例進行詳細分析時，會統計1小時內的5分鐘或10分鐘間隔的降水量，并結合天氣形勢，找到其中的變化規律，總結預報經驗。不過，多數情況下，降水強度的觀測還是以1小時降水量為主。

降水的測量

隨著氣象現代化的發展，測雨儀器經歷了從人工到半自動，如今已經實現全年自動化。降水既然有液態降水和固態降水之分，自動化的測雨儀器當然也不能掉鏈子?，F在，氣象上常用的測量液態降水的自動儀器叫作“翻斗式雨量傳感器”，而固態降水的測量儀器主要是“稱重式降水傳感器”。

翻斗式雨量傳感器有單翻斗和雙翻斗，目前以雙翻斗為主。兩者的原理都是基于翻斗的翻轉，觸發干簧管產生脈沖信號，實現對雨量的相應記錄。雙翻斗雨量傳感器的優勢在于增加了一個上翻斗和匯集漏斗，這樣可以減少雨強對于降水量測量準確度的影響，使流入到計量翻斗里的雨水盡量流速一致，而不至于在強降雨時，由于翻斗翻動過快造成雨水濺失，導致測量結果誤差增大。當計量翻斗里接滿0.1毫米雨量時，翻斗翻轉，帶動計數翻斗翻轉，計數翻斗每翻轉一次，干簧管開關閉合一次，這時就會有0.1毫米的雨量被記錄。

稱重式降水傳感器是通過測量盛水桶（承接雨水的元件）重量，換算得到降水總量。計算相鄰兩分鐘的降水總量的差值即得到分鐘降水量。根據稱重的工作原理，稱重式降水傳感器又分為振弦式和壓力應變式。振弦稱重技術是利用弦絲彈性元件的固有頻率與其所受的張力存在確定的關系，來計算盛水桶的質量。壓力應變稱重技術則是通過檢測電阻應變片的阻值變化來得到盛水桶的重量，該儀器的工作原理決定了它不會受降水相態的影響，可以全年正常測量降水量，但同樣也決定了它對降水量的測量有一定的滯后性。

在氣象觀測上，這兩種自動測雨儀器并不是孤立工作的。當夏季出現冰雹時，在地面產生累積而不能立即融化時，翻斗式雨量傳感器就無法實時獲取準確的降水量，這時稱重式降水傳感器就可以派上用場。

降水的等級

“滴答滴答，下小雨啦。種子說：下吧下吧，我要發芽?！边@首《春雨》，相信很多人都朗朗上口。那么，氣象上是怎么對降水量等級進行劃分的？天氣預報里經常說的小雨、大雪等，到底指多少毫米？

根據《降水量等級》（GB/T 28592-2012）規定，降雨（雪）分為7個等級，每個等級又按12小時和24小時兩個時間段的降水量進行了詳細劃分。通常情況下，我們說的是24小時降水量。大雨級別的24小時降雨量為25.0～49.0毫米，而大雪級別則是5.0～9.9毫米。

相同級別，相同時長，降雨量比降雪量要大得多?！兑幏丁飞隙x的雪深是從積雪表面到地面的垂直深度，以1厘米為單位，而降雪量是一段時間內下降的雪融化成水后的測量值。通常情況下，預報員考慮的降雪量和雪深的對應關系為1∶10，即1毫米的降雪量對應10毫米的雪深，不過這并不是絕對的，它還受地域、季節、氣溫、風等因素的影響。在北方，100平方米面積上10毫米的積雪重約100千克，這就解釋了為什么雖然降雪量看著不多，但降雪等級卻不低。

以上這些都需要有專業的測量工具。如何用肉眼來判斷降水強度？這就要根據降雨時段的現象特征，氣象上也是有專業定義的。拋開專業術語，其實，很多我們日常熟知的成語就是對這些特征的描述，比如“牛毛細雨”指細而密的小雨，像牛毛一樣，出自清代梁紹壬《兩般秋雨庵隨筆》卷五：牛毛細雨送斜陽?！皟A盆大雨”形容雨又大又急，像盆里的水往下倒一樣，出自唐代杜甫《白帝》詩：白帝城中云出門，白帝城下雨翻盆。

雨量的大小是以0.1毫米為統計單位，在1平方米的面積上，1毫米雨量對應的體積約有1 000毫升，相當于兩瓶礦泉水的水全部倒在這1平方米的土地上。而據測定，一般情況下，5毫米的降水就可以使旱地浸透3～6厘米。當然，浸透的厚度同時還受土壤類型、地形等其他因素的影響。所以，不要小看這小小的1毫米，它的能量很大，因此每一名氣象人對待雨量的態度都是非常較真的，小小的0.1毫米也很重要。

了解了降水的定義、測量和等級，相信大家心中關于降水問題的疑惑也得到了解答。我們要在充分了解降水知識的基礎上，尊重自然規律，合理指導我們的生產和生活。