Page 128 - 《高原气象》2023年第1期
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高     原      气     象                                 42 卷
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             起的误差减小到 3%， 并且可以作为真实降水的一                           -2. 0~2. 0 ℃的划分方法用于区分降水类型。应用
             个独立的、 有代表性的参考。研究表明， 乌鲁木齐                           此阈值修正的降水量与 DFIR 比较， RMSE 为 1. 96
             河源区降水主要集中在风速较低的雨季（4 -9 月）                          mm， 而 应 用 6. 5 ℃ 阈 值 ， 修 正 后 RMSE 为 0. 89
             （Li  et  al，  2010；  Zhang  et  al，  2014b；  Hagg  et  al，   mm。就本区域而言， 应用-2. 0~6. 5 ℃较为合理。
                                       -1
             2006）， 平均风速为 1. 7 m·s ， 捕获率（Catch Effi‐               （2）在研究时段内， 两台仪器记录的降水较为
                                                                                    2
             ciency）在90%以上。而冬季降水少， 高降水量与强                       一 致 大 致 相 同（R =0. 80，  n=731，  p<0. 01）。
                                                      -1
             风在时间尺度上错开分布， 且风速小于6 m·s 对雨                         PWS100 共记录降水日数 330 天， 总降水量 1273
             量计测量几乎无影响（Fortin et al， 2008）。因此， 风                mm； T-200B 共 记 录 降 水 日 数 366 天 ， 总 降 水 量
             对2套仪器的观测结果影响较小。                                    1202 mm。但观测结果存在季节性差异， PWS100
             5. 3 温度阈值对降水观测的影响                                  夏季（6 -8 月， 2 年平均）捕获的降水比 T-200B 高
                  在全球变暖的背景下， 由于温度的升高导致固                         73 mm。而在其余月份， PWS100 测得的降水量较
             态降水的比例下降， 液态降水增多， 而液态降水的                           T-200B 少 37 mm， 降水日数少 24 天。两台仪器在
             相对观测误差要小于固态降水， 因为雪花的观测误                            夏季观测得到的降水量差异较小， 而 PWS100 激光
             差范围随雪的形态和风速的影响变化较大。降水                              雨滴谱仪能够对降水类型进行划分， 且不同的降水
             类型划分对于降水观测的修正就变得尤为重要。                              类型对地表能量会产生深刻的影响， 因此在夏季降
             众多研究表明大气温度是决定降水类型的最为关                              水量大、 降水类型复杂时， 应用 PWS100 较为合
             键 的 因 素（Wagner，  1957；  Bocchieri，  1980；  Fass‐   理； 而冬季降水量较少， 且 PWS100 对小雨滴并不
             nacht， 2004）。Yang et al（1998b）通过对不同区域和             敏感， 会导致捕获量的不足， T-200B 更适用于观测
             环境下的降水类型研究表明， 降水类型和气温存在                            固态降水。综合来看， 两套仪器在现有的精度配置
             明显的区域差异， 降雪发生的最高气温范围是                              下， 均可应用在高寒山区的降水观测研究中。
             -4. 1~2. 5 ℃； 降雨的最低气温为-1. 6 ℃； 而混合                    （3）  PWS100 的观测数据表明， 试验场以固态
             降水气温范围是-8. 6~7. 3 ℃。Upadhyay（1995）分                降水为主， 固体颗粒物（雪粒、 雪、 雪花、 冰丸、 冰
             析认为气温<0 ℃时 98% 的降水类型为固态降水。                         雹、 雪丸）占总颗粒物的 63%， 液体颗粒物（毛毛
             赵求东等（2014）对青藏高原中部唐古拉山多年冻                           雨、 冰毛毛雨、 雨、 冰雨）占总量的 37%。月尺度
             土区进行降水修正时提出-2. 5~4. 0 ℃的温度阈值                       上， 6 -8 月粒子数量最多， 液态粒子占总粒子数的
                                                                57%， 固态粒子占总数的 43%， 其余月份以固态粒
             来划分降水类型， 与何晓波等（2009）的研究结果基
             本一致。而以往的降水观测和降水修正中多应用                              子为主， 占总量的96%。
             -2. 0~2. 0 ℃的划分方法区分降水类型。本文所提                       参考文献：
             出的-2. 0 ℃最低降雨气温阈值与以往的研究结果
                                                                Agnew J， Space R A L， 2013. Final report on the operation of a camp‐
             类似， 而降雪的最高温度阈值（6. 5 ℃）略高于其他
                                                                   bell scientific PWS100 present weather sensor at Chilbolton Ob‐
             人的研究结果。因此， 温度阈值的应用存在较大的
                                                                   servatory［J］. Science  and  Technology  Facility  Council：  Swin‐
             时空变异性， 我们建议在天山等高寒山区划分降水                               don， UK， p. 12.
             类型时可以参考本研究结论。                                      Bocchieri J R， 1980. The objective use of upper air soundings to speci‐

                                                                   fy  precipitation  type［J］. Monthly  Weather  Review，  108（5）：
              6  结论                                                596-603.
                                                                Campbell Scientific， Inc， 2015. PWS100 present weather sensor； in‐
                  2018年 5月 1日至 2020年 4月 30日在乌鲁木齐
                                                                   struction manual［M］. Revision 9/15； Campbell Scientific， Inc：
             河源 1 号冰川末端自动气象站进行了 PWS100 当前
                                                                   Logan， UT， USA.
             气象仪和 Geonor T-200B 称重式雨雪量计的同步观                     Cheval S， Birsan M V， DumitrescuDumit R A， 2014. Climate vari‐
             测试验， 本文对取得的观测数据进行对比分析， 得                              ability in the Carpathian Mountains region over 1961-2010［J］.
             出以下结论：                                                Global and Planetary Change， 118： 85-96.
                 （1）  T-200B 降水总积累量修正后为 1202 mm，                Ding B H， Yang K， Qin J， et al， 2014. The dependence of precipita‐
                                                                   tion types on surface elevation and meteorological conditions and
             占 DFIR（总累积量 1783 mm）的 67%， 低估了降水
                                                                   its parameterization［J］. Journal of Hydrology， 513： 154-163.
             量， 但平均相对捕获率达到了 87%。T-200B修正前
                                                                Ellis R A， Sandford A P， Jones G E， et al， 2006. New laser technolo‐
             后与 PWS100观测结果的 RMSE分别为 6. 01 mm 和                     gy to determine present weather parameters［J］. Measurement Sci‐
             5. 82 mm， 以往的降水观测和降水修正中提出了                            ence and Technology， 17（7）： 1715-1722.
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