降水问题知多少

文｜卫倩倩

降水的定义

根据中国气象局2003版《地面气象观测规范》（下简称“《规范》”）的定义，降水是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）的水。气象上的降水观测包括降水量和降水强度的观测。

降水量是指在某一时段内未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度以毫米为单位，取1位小数。降水强度是指单位时间的降水量，通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。

气象上说的降水，一般又分为液态降水和固态降水。液态降水，用天气现象来解释，可以理解为以水这种相态降落到地面的雨、毛毛雨等。而固态降水一般指的是雪、雨夹雪等降水现象。还有一种较为特殊的现象——冰雹，它既可以按液态降水测定降水量，也可以按固态降水来测定，区别在于当冰雹降落后迅速融化时，也就是地面没有产生累积，此时的冰雹就属于液态降水，否则就需要按照固态降水来进行降水量的测定。所以说，降雨量、降雪量都属于降水量，只是由于降水相态的不同而有所区分。

从降水量的定义可以看出，气象上测量的降水是从空中降落至地面的全部降水，同时为了各地降水量具有可比性，必须是水平面上的测量值。有人说就是把水接起来，看能下多少。确实，还真是如此，降水量测量仪器实现的就是这个功能。当然，为了能准确测量降水量值，仪器的规格大小、测量误差、安装标准等都有严格要求。

降水强度的观测在预报预警、决策服务、气候预测等方面有重要的参考意义。例如，夏季，如果山西省的11个地市中有哪个市区10分钟降水量大于3毫米的话，说明量级较大，就要考虑是否需要发布城市内涝预警。而预报员在对一些天气个例进行详细分析时，会统计1小时内的5分钟或10分钟间隔的降水量，并结合天气形势，找到其中的变化规律，总结预报经验。不过，多数情况下，降水强度的观测还是以1小时降水量为主。

降水的测量

随着气象现代化的发展，测雨仪器经历了从人工到半自动，如今已经实现全年自动化。降水既然有液态降水和固态降水之分，自动化的测雨仪器当然也不能掉链子。现在，气象上常用的测量液态降水的自动仪器叫作“翻斗式雨量传感器”，而固态降水的测量仪器主要是“称重式降水传感器”。

翻斗式雨量传感器有单翻斗和双翻斗，目前以双翻斗为主。两者的原理都是基于翻斗的翻转，触发干簧管产生脉冲信号，实现对雨量的相应记录。双翻斗雨量传感器的优势在于增加了一个上翻斗和汇集漏斗，这样可以减少雨强对于降水量测量准确度的影响，使流入到计量翻斗里的雨水尽量流速一致，而不至于在强降雨时，由于翻斗翻动过快造成雨水溅失，导致测量结果误差增大。当计量翻斗里接满0.1毫米雨量时，翻斗翻转，带动计数翻斗翻转，计数翻斗每翻转一次，干簧管开关闭合一次，这时就会有0.1毫米的雨量被记录。

称重式降水传感器是通过测量盛水桶（承接雨水的元件）重量，换算得到降水总量。计算相邻两分钟的降水总量的差值即得到分钟降水量。根据称重的工作原理，称重式降水传感器又分为振弦式和压力应变式。振弦称重技术是利用弦丝弹性元件的固有频率与其所受的张力存在确定的关系，来计算盛水桶的质量。压力应变称重技术则是通过检测电阻应变片的阻值变化来得到盛水桶的重量，该仪器的工作原理决定了它不会受降水相态的影响，可以全年正常测量降水量，但同样也决定了它对降水量的测量有一定的滞后性。

在气象观测上，这两种自动测雨仪器并不是孤立工作的。当夏季出现冰雹时，在地面产生累积而不能立即融化时，翻斗式雨量传感器就无法实时获取准确的降水量，这时称重式降水传感器就可以派上用场。

降水的等级

“滴答滴答，下小雨啦。种子说：下吧下吧，我要发芽。”这首《春雨》，相信很多人都朗朗上口。那么，气象上是怎么对降水量等级进行划分的？天气预报里经常说的小雨、大雪等，到底指多少毫米？

根据《降水量等级》（GB/T 28592-2012）规定，降雨（雪）分为7个等级，每个等级又按12小时和24小时两个时间段的降水量进行了详细划分。通常情况下，我们说的是24小时降水量。大雨级别的24小时降雨量为25.0～49.0毫米，而大雪级别则是5.0～9.9毫米。

相同级别，相同时长，降雨量比降雪量要大得多。《规范》上定义的雪深是从积雪表面到地面的垂直深度，以1厘米为单位，而降雪量是一段时间内下降的雪融化成水后的测量值。通常情况下，预报员考虑的降雪量和雪深的对应关系为1∶10，即1毫米的降雪量对应10毫米的雪深，不过这并不是绝对的，它还受地域、季节、气温、风等因素的影响。在北方，100平方米面积上10毫米的积雪重约100千克，这就解释了为什么虽然降雪量看着不多，但降雪等级却不低。

以上这些都需要有专业的测量工具。如何用肉眼来判断降水强度？这就要根据降雨时段的现象特征，气象上也是有专业定义的。抛开专业术语，其实，很多我们日常熟知的成语就是对这些特征的描述，比如“牛毛细雨”指细而密的小雨，像牛毛一样，出自清代梁绍壬《两般秋雨庵随笔》卷五：牛毛细雨送斜阳。“倾盆大雨”形容雨又大又急，像盆里的水往下倒一样，出自唐代杜甫《白帝》诗：白帝城中云出门，白帝城下雨翻盆。

雨量的大小是以0.1毫米为统计单位，在1平方米的面积上，1毫米雨量对应的体积约有1 000毫升，相当于两瓶矿泉水的水全部倒在这1平方米的土地上。而据测定，一般情况下，5毫米的降水就可以使旱地浸透3～6厘米。当然，浸透的厚度同时还受土壤类型、地形等其他因素的影响。所以，不要小看这小小的1毫米，它的能量很大，因此每一名气象人对待雨量的态度都是非常较真的，小小的0.1毫米也很重要。

了解了降水的定义、测量和等级，相信大家心中关于降水问题的疑惑也得到了解答。我们要在充分了解降水知识的基础上，尊重自然规律，合理指导我们的生产和生活。