Page 125 - 《高原气象》2023年第1期
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1 期                           陈普晨等：高寒山区固态降水观测对比研究                                          121
                   月尺度上， 6 -8 月粒子数量最多， 液态粒子占                     据间的差异。如图 7 所示， 以往的降水观测和降水
               总粒子数的 57%， 固态粒子占 43%。其余月份以固                       修正中提出了-2. 0~2. 0 ℃的划分方法用于区分降
               态粒子为主， 占总量的 96%。对比表 2 的月平均气                       水 类 型（Smith，  2006，  2007；  Wolff  et  al，  2015；
               温可以发现， 雨粒子从 4 月份以后开始出现， 但由                        Smith et al， 2020）。应用此阈值修正的降水量与
               于气温低（-3. 4 ℃）， 其数量远低于雪粒子的数量。                      DFIR 比较， RMSE 为 1. 96 mm， 而应用 6. 5 ℃阈
               6 -8月， 气温上升为正值， 平均温度为4. 0 ℃， 雨粒                   值， 修正后 RMSE 为 0. 89 mm。就本区域而言， 应
               子数量增加并超过雪粒子的数量。10月， 气温再次                          用-2. 0~6. 5 ℃较为合理。
               下降至零下（-5. 1 ℃）， 毛毛雨和雨粒子数量为 0，                     4. 3 T-200B与PWS100降水观测对比
               雪粒子数量增加。从粒子的分布来看， 每个月都能                           4. 3. 1 日尺度变化
               观测到的粒子为雪粒、 雪花和雪丸粒子。由于气温                               研究时段内， T-200B测得总降水量为1202 mm，
               和相对湿度的影响， 其他6种粒子年内分布不均。                           PWS观测降水量为 1273 mm。相比之下， 两台仪器
               4. 2 T-200B降水修正                                   观 测 的 降 水 量 值 较 为 一 致（图 8，  R =0. 80，  n=
                                                                                                     2
                   在上述降水类型判断的基础上， 采用式（3）对                        731， p<0. 01）。由研究时段内降水量的差值随时间
               T-200B 观测的降水量值进行修正。修正结果如图 6                       变化曲线（图 9）可以看出， 两种仪器观测的降水量
               所示， T-200B 降水总积累量修正后为 1202 mm， 占                  存 在 较 小 的 季 节 差 异 ， 其 中 6 -8 月 波 动 较 大 ，
               DFIR（总累积量1783 mm）的67%， 而未修正时降水                    PWS100 比 T-200B 观测的降水量多出 73 mm， 9 月
               总累积量为 1376 mm。研究表明， T-200B 低估了降                   至次年 5 月少 37 mm。造成这种波动的原因有：
               水量， 但平均相对捕获率达到了 87%。而不区分降                        （1）不同仪器对于数据的存档及清空时间存在差
               水量时， 修正后的结果仅占 DFIR 的 55%。1 月、 3                   异； （2）当降水粒子经过仪器时会受到仪器本身产
               月和 6 月修正后降水量相较于原始值有所增加， 其                         生的气流畸变的影响， 导致粒子偏离而无法被测量
               余月份降水量减少， 7 月减少量最多， 减少了 47                        到； （3）T-200B 雨雪量计的周围布设了挡风板， 能
               mm。分析发现， 由于高寒山区特殊的地理位置与                           够减弱仪器周围的气流畸变， 而 PWS100 周围未布
               环境， 其降水类型、 结晶习性和气温之间的独特关                          设挡风圈， 会引起仪器捕获不足。
               系会导致校正后的测量误差。时间尺度引起的降                                 在研究时段内， T-200B 与 PWS100 记录的降水
               水测量的差异远小于空间位置不同引起的差异。                             总日数分别为 366 天和 330 天（图 10）， 这与 T-200B
               相比之下， 将修正方法应用到新地点时， 由于气候                          观测到的降水量大于同期 PWS100的降水量是相一
               学变化而产生的误差将大于较长的测量频率所造                             致的。2 套仪器同时记录的降水日数为 307 天， T-
               成的误差（Kochendorfer et al， 2017b）。T-200B修正          200B 单 独 记 录 降 水 65 天 ，  主 要 集 中 在 冬 季 ，
               前后与 PWS100 观测结果的 RMSE 分别为 6. 01 mm                PWS100 单独记录降水 67 天， 分散比较均匀。造成
               和 5. 82 mm， 在一定程度上减小了两台仪器观测数                      两者差异的原因， 可能是由于 T-200B 会受到周围

                                                                 诸如风吹雪或矿物质粉尘的影响， 进而影响其精确
                                                                 性； 另一方面， PWS100 对直径小于 0. 8 mm 的雨雪
                                                                 颗粒敏感性较低， 而对大雨滴敏感性高（Fortin et
                                                                 al， 2008）。
                                                                 4. 3. 2 月尺度变化
                                                                     由表 3 可以看出， T-200B 和 PWS100 均显示该
                                                                 区降水量与降水日数主要集中在 4 -9 月。PWS100
                                                                 雨季观测到降水 260 天， 干季（10 月至次年 3 月）降
                                                                 水 70 天 ， 雨 季 降 水 量 1219 mm， 占 降 水 总 量 的
                                                                 95%； T-200B 雨季观测到降水 272 天， 干季降水 94
                                                                 天， 雨季降水量 1073 mm， 占降水总量的 89%。T-
                                                                 200B 观 测 的 最 大 降 水 量 在 6 月 ，  为 142  mm；
                        图6 不同温度阈值修正后的降水量                         PWS100 观测的最大降水量在 7 月， 为 188 mm， 降
                      Fig. 6 Precipitation corrected by different   水 26 天（2 年平均）。与 PWS100 相比， T-200B 在冬
                             temperature thresholds              季记录的降水量和降水日数都较多， 其中， 1 月
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