蝌学有方法丨降水量是怎么测出来的，拿尺子杵地上量吗？

12月12日，强冷空气悄然拂过，北京的天空飘起了晶莹的雪……12日00时至13日06时，北京全市大部分地区积雪深度2～6厘米，平均降雪量3.1毫米；城区平均降雪量4毫米，最大降雪量出现在房山蒲洼7.9毫米。

图片来源：北京晚报以上类型的数据，在每次下雨、下雪后都会向市民公布，但你有没有想过，降水量是如何测量的，难道是气象局的工作人员拿把尺子杵在地上量吗？

图片来源：网络何为降水量

要想了解降水量如何测得，需先明白何为降水量。降水量是指一定时间内，从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）水，未经蒸发、渗透、流失，而在水平面上积聚的深度。根据中国气象局等权威机构的定义，降水不仅包括液态的雨，也涵盖了固态的雪、冰雹、霰等多种形式。

霰

图片来源：长江水文

降水量的国际通用单位是毫米（mm）。具体来说，1毫米的降水量意味着在观测区域内，降落到地面的水（或融化后的水）在平面上均匀铺开，形成了1毫米深的水层。这个单位的选择具有明确的物理意义和实用价值。以面积为1平方米的平整地面为例，1毫米的降水量相当于在1平方米的面积上降下了1升水。

你可能还听过一个词叫“积雪深度”，与降水量不同，积雪深度是一个更为直观、更能反映公众实际感受的物理量。它指的是降雪落地后，在地面上累积形成的雪层，其表面到地面的垂直距离，通常以厘米（cm）为单位。积雪深度直接决定了我们看到的“雪有多厚”，影响着交通出行、建筑物荷载、农业设施安全以及人们的日常生活。

如何测量降水量

目前测量降水量的方法主要分为以下两大类：人工观测和自动观测。

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人工观测：雨量器与量杯

人工观测是降水量测量最传统、最基本的方法，核心工具是雨量器和量杯。雨量器通常由一个口径为20厘米的金属圆筒构成，分为上下两节。上节是一个带有漏斗状承雨口的盛水器，下节则放置一个储水瓶用于收集降水。以降雨为例，观测时，雨量器被安置在开阔、无遮挡的观测场内，确保能够准确承接降落的雨水。在降雨结束后，观测员会将储水瓶中的雨水倒入一个特制的、带有毫米刻度的量杯中，直接读取水深的毫米数，即为该时段的降雨量。这种方法的优点是原理简单、设备成本低、维护方便。然而，其缺点也十分明显：观测频率低（通常为每日一次或数次），无法捕捉降水的连续变化过程；测量结果容易受到人为读数误差的影响；在强降雨或暴雨天气中，可能存在雨水溅出或来不及倾倒等问题，影响测量精度。

雨量筒（左）及量杯（右）

图片来源：北京市气象探测中心

人工观测降雪量的工具与观测降雨量的工具类似，但会对雨量器进行简单的改装。观测人员会将收集到的雪连同雨量筒一起带回室内，等待其自然融化，将雪水倒入专用的量杯中，读取其体积对应的毫米数。

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自动观测方法：

称重式降水传感器和双翻斗雨量传感器

为了实现对降水量的自动、连续观测，现代气象站普遍采用了称重式降水传感器和双翻斗雨量传感器。称重雨量传感器能够同时测量液态和固态降水，双翻斗雨量传感器主要测液态降水，气象部门通过两种观测设备的配合使用，完成全年降水量的测量。

称重式降水传感器的工作原理是：降水落入一个固定在称重传感器上的收集容器中，随着降水的不断累积，容器的总重量会发生变化。称重传感器能够精确地感知到这个微小的质量增量，并将其转换为一个与重量成正比的电信号。这个电信号经过放大、模数转换和一系列复杂的算法处理（如温度补偿、数字滤波等），最终计算出单位时间内的降水量。对于降雪，传感器内部通常集成了加热装置，能够自动将收集到的雪融化成水，从而直接测量其液态水当量。这种设计巧妙地解决了固态降水测量的难题，实现了对降水量的全天候、无人值守的自动观测。

称重式降水传感器及示意图图片来源：北京市气象探测中心

双翻斗雨量传感器分成上下两层，上层是计量翻斗,下层为计数翻斗。当降水到一定量后,计量翻斗发生翻转,降水流入下方干簧管并产生一个脉冲信号。然后仪器将脉冲信号转换为电信号，通过传输线传输到地面综合观测业务软件（ISOS）上。

双翻斗雨量传感器组成结构图

图片来源：怀集天气

值得一提的是，上文提到的积雪深度，是真的用尺子杵地测量的。气象工作人员一般用量雪尺（或普通米尺）垂直地插入雪中到地表为止，依据雪面所遮掩尺上的刻度线，读取积雪深度。同时也有自动观测雪深的仪器，叫超声波雪深观测仪。

气象工作人员使用雪尺测量雪深

图片来源：中国气象新闻网

气象工作人员正在调试超声波雪深观测仪

图片来源：北京市气象探测中心

超声波式雪深仪测距原理图

图片来源：北京市气象探测中心

尽管现代降水测量技术已经取得了长足进步，但在实际应用中仍然面临诸多挑战，这些因素会影响测量数据的准确性和代表性。例如强风、干湿雪的密度差异、降水的密度在空间和时间上的分布不均等诸多因素都会影响降水量测量精度。所以目前已有通过天气雷达大范围监测降水强度，再结合地面雨量计或称重式传感器的实测数据，通过将地面“点”上的高精度测量数据与雷达“面”上的大范围观测数据相结合，可以有效地修正雷达估算的系统误差和随机误差，从而得到更为准确的区域降水量。相信在不久的将来，还会有更先进的技术和方法，让降水量的测量变得更加精确，从而更好地应用于天气预报、防灾减灾、水资源管理等领域。

图片来源：北京日报参考资料：

https://cloud.kepuchina.cn/newSearch/imgText?id=6792962830295953408

http://ln.cma.gov.cn/xwzx/qxkp/202401/t20240103_5988083.html

https://www.cma.gov.cn/2011xzt/kpbd/SnowStorm/2018050902/201811/t20181106_482641.html

https://kepu.gmw.cn/2023-01/13/content_36302331.html

https://news.bjd.com.cn/2025/12/10/11455086.shtml

发布于：北京