第6章 降水測量-氣象儀器和觀測方法指南

1、第6章 降水測量6.1 概述本章描述了眾所周知的在地面站測量降水的方法。本章不討論那些試圖定義降水結構和特征的測量，也不討論那些需要專門裝備的不是標準氣象觀測的測量（例如雨滴的尺度分布）。雷達和衛(wèi)星的降水測量，以及在海上的降水測量分述于別的幾章中。有關降水測量的信息也可參閱WMO（1994a），其中對積雪的測量給予了尤其詳盡的描述。代表性在降水測量中是特別尖銳的問題。降水測量對儀器的安置、風和地形等都非常敏感，而描述測量環(huán)境歷史沿革的資料對降水資料的用戶是至為重要的。如果在站網中使用相同的雨量器和相同的場地標準，那么，對降水資料的分析就會變得更容易和更可靠。這一點在設計站網時應當是主要的考慮因

2、素。6.1.1 定義降水是從云中降落或從大氣沉降到地面的液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結物，包括：雨、雹、雪、露、霧凇、白霜和霧降水。在一段時間內降落到地面的降水總量，用降水所覆蓋的水平地表面的垂直深度來表示（固態(tài)降水用水的當量），降雪也可用覆蓋在平坦水平表面上的新雪深度來表示。6.1.2 單位和標尺降水的單位是長度單位。對液態(tài)降水通常以毫米為單位。日降水量應當讀到0.2mm，最好讀到0.1mm。周和月的降水總量，至少應精確到1mm。日降水量的測量應定時進行。少于0.2mm的降水通常作為微量降水。降水率的單位用單位時間內的長度表示，通常為mm.hr-1。降雪測量以厘米及其十分位為單位，讀到0.2cm。少于

3、0.2cm的降雪通常作為微量降雪。每日地面雪深的測量讀到厘米的整數位。6.1.3 氣象要求第1章對降水測量的準確度、范圍和分辨率提出了要求，并規(guī)定5%為可達到的準確度（置信度為95%）。就天氣和氣候應用來說，一般觀測時次是每小時、每3小時和每日。對于某些應用，要在非常短的時間去測量非常強的降水速率，就要求非常大的時間分辨率。對于某些應用，可使用觀測間隔為數周和數月的儲水式雨量器。6.1.4 測量方法6.1.4.1 儀器雨量器是測量降水最常用的儀器，通常是一個有垂直周邊的開口承水器，承水器為正圓筒，如主要用來測雨，需用一個漏斗與之連接。各個國家所使用雨量器受水口的形狀、尺寸以及雨量筒的高度，各不

4、相同，因此，其測量值不具有嚴格的可比性。對收集到的降水要進行體積或重量測量，重量測量特別適合于固體降水。雨量器受水口離地面的高度可在規(guī)定的高度中選取一種，也可與周圍地表齊平。受水口應安置在預計的最大積雪深度之上，同時還應在地面反濺水可能到達的高度之上。對固體降水測量，受水口要高出地面，并在周圍設置人工防風圈。降水測量對儀器的安置，特別是對風非常敏感。6.2節(jié)中討論雨量器的安置問題，而6.4節(jié)相當詳細地討論雨量器測量降水的誤差和可用的修正。本章還討論測量其它類型降水（霧、冰等）和積雪的一些特殊方法。但對一些尚未應用于常規(guī)測量的有爭議的新方法，例如利用光學散射方法的光學雨量計，就不作描述。在近期的

5、會議報告中，例如由儀器和觀測方法委員會組織的（WMO，1994b）國際降水測量工作組的報告（斯洛伐克水文氣象研究所和瑞士聯(lián)邦技術研究所，1993；WMO，1989b）中有正在開發(fā)的新方法的有用信息。降水的點測量結果是進行區(qū)域分析的基本數據源。然而，即使在某一點上最好的降水測量也只能代表一個有限的區(qū)域，這個區(qū)域的大小是資料累積期的長短、該區(qū)域自然地理的均勻性、當地的地形以及產生降水的過程等的函數。用雷達和近年用衛(wèi)星來定性和定量確定降水的空間分布。這些方法在本書第二編進行敘述。原理上，把三種區(qū)域性降水資料適當地綜合成國家降水網絡（自動雨量器、雷達和衛(wèi)星），有望給使用大范圍降水資料的用戶提供足夠精確

6、的業(yè)務區(qū)域降水估計。檢測降水與鑒別降水類型的儀器不同于測量降水量的儀器。它們作為現在天氣監(jiān)測器，在第二編第14章中涉及。6.1.4.2 標準雨量器和相互比對幾種類型的雨量器已用作標準雨量器。這些雨量器的主要設計特點是減少或控制風對降水捕捉率的影響，這種影響是造成不同雨量器性能各異的最嚴重的原因。標準雨量器也要減少6.4節(jié)中所討論到的其它誤差。受水口與地面齊平的雨量器已用作測量液體降水的標準雨量器。由于不存在風引起的誤差，這種雨量器所收集的降水量比高于地面的雨量器要多（WMO，1984）。將雨量器放置在坑內，雨量器的口與地面齊平。雨量器與坑邊要有足夠的距離，以防雨水濺入。用高強度塑料或金屬做成的

7、（中央開口以放入雨量器）防濺網跨架在坑口，坑內要有排除積水的設備。WMO（1984）給出了這種坑式雨量器的設計圖。用于固體降水測量的標準雨量器，稱之為雙柵式比對用標準（DFIR）。這種標準雨量器是在已有偏斜防風圈的Tretyakov雨量器的四周圍以八角形的雙層垂直柵欄。其設計圖和說明已由Goodison, Sevruk and Klemm(1989)，WMO（1985)，在WMO關于固體降水測量器的比對結果報告中給出（Goodison等，將出版）。在附錄6.A由儀器和觀測方法委員會第11次會議(1994)推薦。中給出了用標準雨量器與雨量器進行比對的建議。6.1.4.3 檔案降水測量對雨量器的安

8、置特別敏感。為了更好地進行氣候研究，必須詳細記錄測量方面的變化資料，并匯編成測站的歷史沿革材料。6.2節(jié)討論了必須保存的場地的資料，這就是場地的詳細描述，包括：雨量器周圍主要障礙物的仰角，雨量器的外形，雨量器受水口離地高度以及測風儀器的離地高度。下面各節(jié)（特別是6.4節(jié)）討論各種類型儀器和施加于降水測量結果的修正值。這些修正值存在著不確定性，故必須保存原始記錄和修正公式。觀測方法上的任何改變也必須記錄存檔。6.2 選址與安置任何測量降水的方法都是為了獲取在所要代表的區(qū)域（無論是天氣尺度、中尺度或小尺度）真實降水的有代表性的樣本。場地的選擇和測量的系統(tǒng)誤差一樣都是重要的。有關場地影響的討論可參看

9、Sevruk and Zahlavova (1994)。選擇測雨區(qū)內降水站的位置很重要。這是因為雨量器的場地位置和雨量器的數量決定了其測量結果對該地區(qū)真實降水量具有多大程度的代表性問題。WMO（1992b）對雨和雪的區(qū)域代表性作了詳細的討論。WMO（1994a）對有關區(qū)域降水和地形修正的計算方面的文獻作了介紹。最貼近場地周圍的風場的影響可引起當地降水量的增多或減少。通常，雨量器離障礙物的距離應大于障礙物與雨量器受水口高度差的兩倍以上。對每一場地，應當估算其障礙物的平均仰角，并繪制平面圖。場地不宜選擇在斜坡或建筑物的頂部。測量降雪和/或積雪的地點應當盡量選在避風的地方，最好的地點是在樹林或果園中

10、的空曠地方，或在樹叢或灌木叢間的空曠地方，或者在有其它物體能對各個方向的來風起到有效屏障的地方。然而，對液態(tài)降水，采用與地面齊平的雨量器可以有效地減少風的影響和場地對風的影響，或采用下列方法使氣流在雨量器受水口上方水平流動。這些方法，按其效果大小排列如下：（a）將雨量器安裝在有稠密而均勻的植被的地方。植被應當經常修剪，使其高度與雨量器受水口高度保持相同；（b）在其它地方，可采用合適的圍欄造成類似（a）的效果；（c）在雨量器周圍裝防風圈。雨量器周圍地表可用短草覆蓋，或用礫石或卵石鋪蓋，但應避免象整塊混凝土那樣堅硬而平整的地面，以防止過多的雨水濺入。6.3 非自記雨量器非自記或人工測量降水方法是需

11、要由觀測員作測量的方法。6.3.1 普通雨量器6.3.1.1 儀器通常使用的雨量器包括一個集水器，它置于漏斗的上方，漏斗則導向儲水器，兩次觀測之間累積的水及融化的雪水就貯存在儲水器中。在固體降水很經常并很重要的地方，要對雨量器作一些特殊的改動以提高測量的準確度。這些改動包括在雪季開始的時候，取下雨量器漏斗或準備一個特殊的雪十字架以防止落入的雪被風吹走。雨量器周圍安置防風圈能減少因雨量器上方風場變形及吹雪所導致的誤差。對降雨尤其是降雪建議使用防風圈。已有多種雨量器采用了防風圈（參見WMO1989a）。水儲存在量器中可直接測量，或從儲水器中倒入一量器中進行測量，或者用一根有刻度的尺直接測量儲水器中

12、的水深。對液態(tài)降水來說，集水器受水口尺寸的大小并不是關鍵，但如果固態(tài)降水的量比較大，則需要至少是面積為200cm2的，200cm2500cm2的雨量器是最為適用的。對雨量器的主要要求如下：（a）集水器受水口的邊緣必須尖銳，內壁垂直，外壁陡斜。用于測量降雪的雨量器，在設計上，要使?jié)裱┰谑芩谶吘壊灰追e聚，以免受水口口徑因之變小；（b）要知道受水口的面積，其誤差應不大于0.5%，正常使用條件下，結構上應保證受水口面積保持不變；（c）集水器的設計應當防止水的濺入或濺出，對此可以通過足夠深的垂直壁和傾斜角度足夠大的漏斗（至少45°）來達到。下圖給出了合適的設計；合適的雨量器集水器（d）構造上

13、應盡量減少沾濕誤差；（e）儲水器的進水口要小，并應有效防止輻射以減少蒸發(fā)的損失。每周或每月才進行一次讀數的雨量器，其結構設計與每日觀測的雨量器形式相似，只是其儲水器的容量要大且要結實些。量筒應當用具有合適熱膨脹系數的透明玻璃或塑料制成，并應清楚地標明它所適用的雨量器類型和尺寸。其直徑應小于雨量器受水口直徑的33%，直徑越小，測量精確度越高?？潭葢?，一般來說，每隔0.2mm刻線，在整毫米刻線處要清楚地標明數字。也可以是每隔0.1mm刻線。2mm或大于2mm的標度最大誤差不應超過±0.05mm，小于2mm的標度最大誤差不應超過±0.02mm。測量小的降水量時，如想獲得合適的

14、精確度，可將量筒底部的內直徑逐漸變小。為避免視線誤差，讀數時應使量筒保持垂直，并以量筒內水彎液面的底部作為水面位置。重復讀取量筒背面的主要刻度線有助于減少此類誤差。量尺材料應采用杉木或其他一些吸水不明顯的毛細作用小的合適材料。如果儲水器中已加入抑制蒸發(fā)的油，則木制量尺就不適用，在這種情況下，可以采用金屬或其他便于除去油污的材料制成的量尺。非金屬量尺應有一個黃銅底腳以避免磨損，并應根據雨量器受水口與儲水器橫截面的相對面積來刻度，至少每隔10mm標以數字，并應包括放入量尺時其本身所帶來的修正量。量尺刻度任意點的最大誤差不能超過±0.05mm。只要有可能，應當用容積測量法來檢驗量尺的測量結

15、果。6.3.1.2 操作讀數時，應使量筒保持垂直，觀測者應注意視線誤差。每次觀測后，應立即對非自記雨量器收集到的雪立刻進行稱重或將其融化，再用有刻度線的量筒進行測量。也可以一起稱重，這是有若干優(yōu)點的方法。先稱出儲水器和水的總重量，再減去儲水器的已知重量。這種方法沒有水濺出的危險，并且任何附著在筒壁上的水也包括在所稱的重量之中，這是很普通的方法，簡易可行。6.3.1.3 校準與維護無論選擇何種尺寸的集水器，量筒或量尺的刻度都應與之相匹配。雨量器的校準包括檢查雨量器受水口的直徑并確保它在允許的誤差范圍內。校準還包括對量筒或量尺的容量值檢查。常規(guī)維護應當包括：隨時對雨量器的水平狀態(tài)進行檢查，以防超出

16、限度（參見Rinehart，1983和Sevruk，1984）；外儲水器及刻度在任何時候都要使其內外部分保持干凈，這可通過使用長柄刷、肥皂水和清水洗刷達到，應當按要求更換破損部件；在有可能的地方，雨量器周圍的植被應當修剪到5cm高；應對儀器的安置狀況進行檢查并作出記錄。6.3.2 儲水式雨量器儲水式雨量器是在遙遠和人跡罕至地區(qū)用于測量整個季節(jié)的總降水量。這種雨量器包括帶漏斗的集水器，漏斗導向一個能足夠儲存整個季節(jié)降水量的大的儲水器（或者是多雨地區(qū)的月總量）。為減少蒸發(fā)，應在儲水器內放入一層厚度不小于5毫米的合適的油或其它蒸發(fā)抑制劑以減少水分蒸發(fā)（WMO 1972），降水應能順暢地通過油層并沉降

17、到油層下的防凍溶液中。為使落入雨量器中的雪變?yōu)橐簯B(tài)，應在儲水器中加入防凍液。防凍液要保持均勻分散狀態(tài)。按重量計算，將37.5%的商品氯化鈣（純度78%）和62.5%的水混合配成效果滿意的防凍液。乙二醇的水溶液或乙二醇與甲醇混合的水溶液也可以選用。后者價格較高，但腐蝕性比氯化鈣小，而且在雨水混入后其防凍液濃度變低時，仍能保持其防凍作用。最初放入儲水器中的溶液容量應不超過雨量器總容量的33%。在一些國家，這種防凍液和油被認為是有毒的消耗品，是有害于環(huán)境的。應從當地環(huán)境保護機構取得處理這些有毒物質的指導準則。將儲水器內收集到的降水通過用稱重或測容積就可得到季節(jié)性降水量（參見6.3.1節(jié)普通雨量器），

18、測量容積時，應仔細考慮季初放入儲水器中的油和防凍液的容量以及液體的收縮?？梢韵衿胀ㄓ炅科饕粯邮┘有拚?。在邊遠地區(qū)儲水式雨量器的使用和維護面臨著一些問題，如雨量器被雪覆蓋，對自記測量的雨量器的位置難以找到等，這些都需要實施專門的管理。對這些雨量器的數據作質量評估時要特別注意。6.4 雨量器的誤差與修正這里討論的誤差與修正在某種程度上適用于大多數雨量器，包括自記的和非自記的儀器。一些自記雨量計的特例在6.5節(jié)中討論。有關誤差與修正的全面資料可在WMO（1982，1984，1986）中找到，特別是有關降雪量的測量誤差和修正，在WMO（1994b）和Goodison等人的著作（即將出版）中均有所述。近

19、期用于調整加拿大、丹麥、芬蘭、俄羅斯、瑞典和美國等地降水量原始資料的詳細模式，已由WMO（1982）給出。WMO（1989a）描述了誤差是如何發(fā)生的。有關這個論題的會議論文收集在WMO（1986，1989b）中。用一般雨量器測出的降水量可能比實際到達地面的降水量要少30%甚至更多。系統(tǒng)性誤差將隨著降水形態(tài)（雨、雨夾雪、雪）的不同而變化。固體降水測量中的系統(tǒng)誤差通常要大于液體降水測量中的系統(tǒng)誤差，而且可能高達一個數量級。在水文學的許多應用中，必須首先對資料作出調整，以便在進行計算前考慮到誤差。當然，這種調整可能也是不精確的（甚至可能使事情變得更糟）。所以，原始資料應作為基本檔案永久保存，以維系數

20、據的連續(xù)性，并作為未來數據調整改進的最佳基礎如果有一天，這種改進成為可能。修正下述部分的或全部的誤差項，可以估算降水量的真實值：（a）在雨量器受水口上方，由于系統(tǒng)的風場變形而導致的誤差，一般對降雨為2%10%，對降雪為10%50%；（b）由于沾濕集水器內壁導致的沾濕誤差；（c）倒空儲水器時導致的沾濕誤差，b、c兩項加起來，一般夏季為2%15%，冬季為1%8%；（d）儲水器內水分蒸發(fā)導致的誤差（在炎熱氣候條件下尤為重要）為0%4%；（e）由于吹雪或飄雪導致的誤差；（f）濺入的或濺出的水導致的誤差，為1%2%；（g）隨機誤差和儀器誤差。前6項誤差是系統(tǒng)性誤差，是按其重要性順序排列的。由吹雪或飄雪，

21、以及濺入的或濺出的水導致的凈誤差可正可負，而由風場變形或其他因素導致的系統(tǒng)誤差為負值。由于e項和f項的誤差值難以量化，對大多數雨量器的數據調整的一般模式采用以下形式：其中，為調整后的降水量，為風場變形影響的調整系數，為集水器收集到的降水量，為雨量器測量到的降水量，為集水器內壁沾濕損失的調節(jié)量，為儲水器倒空后沾濕損失的調節(jié)量；為儲水器內蒸發(fā)損失的調節(jié)量。這些修正用于日降水總量或月降水總量的測算，或在某些場合中，也可用于單次降水的測算。總之，進行這種調整時還需補充的數據，包括降水發(fā)生時雨量器受水口上方的風速、雨滴的大小、降水強度、空氣溫度和濕度，以及雨量器場地的特征。有了風速、降水形態(tài)和強度等變量

22、就足以確定修正值，有時僅用風速一個變量就能確定。在那些沒有做過變量觀測的測點，通過對鄰近測點觀測值的內插值也可以作出修正，為謹慎起見，這種方法只能用于月降雨量數據的修正。對大多數雨量器而言，風速是造成固體降水量少測的最主要的環(huán)境因素。風速等數據可以通過測點的標準氣象觀測值算出，以提供每日的修正值。特別是如果風速不是在雨量器受水口的高度外測得的，那么，在已知周圍地表的平整度和周圍障礙物視仰角的情況下，用平均風速的換算公式可求出受水口的風速。附錄6.B風速換算式由儀器和觀測方法委員會第11次會議(1994)推薦。給出了換算公式。公式與場地情況密切相關，需要對站址環(huán)境狀況和雨量器位置有詳盡的了解。有

23、防風圈的雨量器能夠比無防風圈的雨量器采集到更多的降水量，特別是對于固體降水而言。因此，雨量器應以自然（如樹林空地）方式或人工方式（即Alter，加拿大的Nipher型和Tretyakov防風圈）予以擋護，以減少風速對固體降水量測量的負面影響。沾濕誤差是人工觀測的雨量器的另一種累積系統(tǒng)誤差。這種誤差的大小隨降水的形態(tài)和雨量器的形式而變化，也是雨量器倒水次數的函數。平均沾濕誤差每次觀測可達到0.2mm。在降水量每6小時測量一次的天氣站，這種損失可能非常嚴重。在某些國家，沾濕誤差占到冬季降水量的15%20%。在觀測時進行沾濕誤差修正是可行的。設計精良的雨量器，沾濕誤差很小。雨量器內壁應平滑且用不易受

24、污染的材料制成。比如漆面是不合適的，但搪瓷面就很適用。結構上的接縫應盡量少。蒸發(fā)損失隨雨量器形式和季節(jié)而變化。蒸發(fā)損失對于集水器內不帶漏斗裝置的雨量器是嚴重的問題，在春季尤甚。根據報告每天有超過0.8mm的損失。冬季的蒸發(fā)損失相對夏季的月份要少得多，約在0.10.2mm/日之間。但這些損失是累積的。設計精良的雨量器，其暴露的水面很小，通風也很小，還利用外層表面的反射以保持低水溫。很顯然，在各種天氣狀況下，為使用不同的雨量器和防風圈所得到的資料具有可比性，對實際測量值進行修正是必要的。但是，凡是為了減少誤差而對降水觀測值進行了修正的，強烈地建議應將測量值與修正值同時公布。6.5 自記雨量計降水量

25、自動記錄比人工觀測有更好的時間分辨率，而且也能減少蒸發(fā)和沾濕誤差。自記雨量計當然也受6.4節(jié)中所討論的風的影響。在一般應用中，有3種形式的自記雨量計：稱重式雨量計、翻斗式雨量計和浮子式雨量計。只有稱重式自記雨量計適用于所有類型的降水記錄，其他兩種在大多數情況下只適用于降雨量測量。一些新的無運動部件的自動雨量計也可采用，這些雨量計使用諸如電容探頭、壓力傳感器，以及光學或小型雷達裝置以提供與降水當量成正比關系的電子信號。6.5.1 稱重式自記雨量計6.5.1.1 儀器這種儀器利用一個彈簧裝置或一個重量平衡系統(tǒng)，將儲水器連同其中積存的降水的總重量作連續(xù)記錄。所有降水，包括固體和液體形式，在其降落時就

26、記錄下來。這種雨量計通常沒有自動倒水的裝置，其容積（在倒水前的最大蓄積量）相當于量程從150mm到750mm。這類雨量計必須使之保持最小的蒸發(fā)損失，為達到此目的，可向儲水器內添加足夠的油或其他蒸發(fā)抑制液，在水面上形成一層薄膜。由于強風破壞平衡而引起的困難，可通過一種油阻尼裝置予以減少，或者假如目前的工作已有實質性進展，就可以設計一個合適的微處理器從讀數上消除這種影響。因為對固體降水在記錄前不要求融化，因此稱重式自記雨量計特別適用于記錄雪、冰雹、雨夾雪。冬季到來前，須向儲水容器內注入防凍液（見6.3.2節(jié)）以融化固體降水。防凍液的用量要依據預測降水量的多少以及預測在最小濃度時的最低溫度來決定。用

27、校準的彈簧對集水器作重量測量，通過一組杠桿或滑輪把垂直位移變?yōu)榻俏灰?，再通過機械把角位移傳遞到自記鐘鐘筒或帶狀記錄紙上，或通過轉換器進行數字化記錄。這些類型的雨量計的準確度與它們的測量和/或記錄特性有直接關系，這些特性由于制造廠家不同而有所不同。6.5.1.2 誤差與修正除了沒有儲水器倒空沾濕誤差之外，稱重式自記雨量計對6.4節(jié)中所討論的其他所有誤差源都很敏感。還應當指出單獨使用自動雨量計是無法區(qū)分降水形態(tài)的。這種儀器的一個嚴重問題是降水特別是凍雨和濕雪可能會粘在雨量計受水口的內壁，過一段時間才會落入儲水器內。這就嚴重地限制了稱重自記雨量計提供發(fā)生降水的準確時間的能力。另一個常見的缺點是風的抽

28、吸的影響。這主要是發(fā)生在有強風時，湍動的空氣流通過集水器上方和四周造成稱重機構的擺動。使用一種可編程的數據邏輯系統(tǒng)，采取短時間（如1分鐘）讀數平均的方法，可減少這些不規(guī)則的記錄所造成的誤差。使用稱重式自記雨量計可以消除或者至少可以減少人工測量方法的某些潛在誤差。也可以減少與人工觀測誤差或某種系統(tǒng)誤差相關的隨機誤差，特別是蒸發(fā)誤差和沾濕誤差。在某些國家，把微量降水正式定為零值，這就導致了對整個季節(jié)性降水量的低估。這個問題在使用稱重式自記雨量計后就得以減少，因為即使非常小的降水量也會隨時間而累積。對稱重式雨量計的資料作每小時或每日的修正比作更長時段（如月氣候總計）的修正可能更為困難。自動天氣站的輔

29、助資料，如雨量計高度處的風速、氣溫、當前天氣和雪深等，對精確判別和修正自動雨量計的降水測量值是有用的。6.5.1.3校準與維護稱重式自記雨量計通常沒有什么運動部件，因此很少需要校準。校準通常是用一組砝碼放置在集水器或儲水器內，就提供與降水量等值的預定值。校準應在實驗室進行并應遵從制造商的說明。設備的日常維護應每3-4個月進行一次，取決于觀測點的降水狀況。雨量計的內外狀況都要檢查，看有無松動或破損的部件，并保證雨量計水平放置。對記錄作去除和注釋前，必須對人工讀數與記錄紙或磁帶的記錄作對照檢查并確保一致。對集水器或儲水器應倒空、檢查和清潔。如果有必要，重新注入只用于測雨的油，或者在預料有固體降水時

30、，則應注入防凍液和油（見6.3.2節(jié)）。為使雨量計有最大的使用范圍，應將記錄裝置置于“零”位。必要時，對磁帶、記錄紙以及電源也應檢查和更換。需要一個萬用電表以檢查雨量計的電源和記錄系統(tǒng)，并使數據記錄器回零。6.5.2翻斗雨量計翻斗雨量計適用于降雨率和降雨累計總量的測定，降雨率的測定可達200mm.hr-1甚至更高。6.5.2.1儀器這種儀器的工作原理很簡單。一個分隔成兩部分的輕金屬容器或斗，置于一個水平軸上并處于不穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。在其正常位置時，斗應停靠在兩個定位銷之一上，定位銷使斗不致完全翻轉。雨水由集水器導入斗的上部，設定的雨量進入斗的上部分后，斗變得不穩(wěn)定并傾倒至另一?？课恢谩６返膬刹糠?/p>

31、設計成這樣一種形式：雨水會從斗的較低部分流空，與此同時，繼續(xù)降落的雨水落入剛進入位置的斗的上部。隨著斗的翻轉運動可用以操作一個繼電器開關，使之產生一個由不連續(xù)的步進脈沖構成的記錄，記錄上每一步的距離代表技術指標規(guī)定的小量降雨發(fā)生的時間。如果需要詳細的記錄，規(guī)定的雨量不應超過0.2mm。翻斗的翻轉需要短暫而有限的時間。在其翻轉的前半段時間，可能會有額外的雨水流入已經容納規(guī)定雨量的斗內。在大雨時（250mm.hr-1），這一誤差十分顯著。但這種誤差是可以控制的，最簡單的方法是在漏斗底部安裝一個類似虹吸管的裝置引導雨水以可控的速率流入斗內。這會平滑掉短時降水強度的峰值。此外，還可附加一個裝置以加快斗

32、的翻轉過程；主要是利用一個小薄片受到從集水器注入的雨水沖擊，從而給斗施加一個隨降雨強度而變化的額外的力。因為翻斗雨量計適合于數字化方法，所以對自動天氣站特別方便。由觸點閉合所產生的脈沖，能用數據記錄儀進行監(jiān)測，還能對選擇時段的脈沖進行合計以提供降水量值。翻斗雨量計也可采用圖形記錄器。6.5.2.2誤差與修正翻斗雨量計的誤差來源與其他雨量計有些不同，因此需要專門的預防措施和修正方法。其誤差來源包括：（a）大雨時翻斗翻轉的水損失，雖能減少但無法根除；（b）通常設計的翻斗，其暴露的水面與其容積相比較大，導致水分蒸發(fā)的損失明顯，特別是在炎熱地區(qū)。這種誤差在小雨情形也是顯著的；（c）在毛毛細雨或很小的雨

33、的情形下，記錄的不連續(xù)性無法提供滿意的數據，特別是降雨起止時間無法準確界定；（d）雨水可能附著于斗壁和斗邊上，導致斗內殘存水，翻轉動作就需要克服這額外重量。經測試，打過蠟的斗翻轉所需水量比未打蠟的斗少4%。在沒有調整斗的校準螺絲的情況下，由于表面氧化或受雜質污染以及由于表面張力的變化等原因而使斗的沾水性能改變，也使得容量的校準值發(fā)生改變；（e）從漏斗流入承水斗的水流可能導致略高的讀數，這取決于進水嘴的尺寸、形式和位置；（f）由于雨量計的水平狀態(tài)未調整好，儀器極易產生摩擦和使斗處于非正常平衡狀態(tài)。仔細的校準可對系統(tǒng)誤差提供修正。儀器安置對翻斗雨量計測量值的影響可以像其他雨量計一樣加以修正。在寒冷

34、季節(jié)特別是對于固體降水進行測量可以用加熱裝置，但是，由于風和融雪的蒸發(fā)導致大的誤差，加熱的翻斗雨量計的測量效果非常之差。因此，不提倡在冬季在一個長期處于0以下的地區(qū)用這種雨量計進行降水的測量。6.5.2.3校準與維護翻斗雨量計的校準通常如下進行：讓已知水量以不同的速率通過翻斗裝置，調整翻斗裝置使其達到已知的容量，這一過程應在實驗室條件下完成。由于誤差來源多樣，翻斗雨量計的校準和修正特點是許多因素綜合的相互作用的結果。與標準雨量器進行每日的比對可以提供有用的修正系數，這是一種好的方法。各站的修正系數會不一樣。對于小強度降雨，修正系數通常大于1.0（讀數低），對于高強度降雨，修正系數小于1.0（讀

35、數高）。修正系數與降雨強度之間的關系不是線性而是一曲線。日常設備維護應包括清潔漏斗和翻斗內積存的灰塵和雜物，并確保雨量計的水平狀態(tài)。應大力提倡每年以新校準的翻斗裝置更換舊的。6.5.3浮子式雨量計在這類雨量計中，雨水流入裝有浮子的浮子室中，當浮子室內的水面上升時，浮子隨水面升高而垂直移動，通過適當的機構帶動自記筆在自記紙上移動。通過對集水器受水口、浮子、浮子室三者大小的調整，任何樣式的自記紙都可以采用。為了提供一個有用時段（一般要求24小時）的記錄，或者是將浮子室做得很大（在這種情況下使得自記紙的比例壓縮），或者是提供一種機制，當浮子室內水滿時能自動快速地將水排盡，使自記筆回到自記紙的底線上。

36、通常是采用虹吸管方式。實際的虹吸過程應該在預定的水位上精確地開始，在虹吸過程的開始或結束，都不能有水的滴漏，一次虹吸過程的時間應不超過15秒。在有些儀器中，浮子室組件安裝在刀口上，使裝滿水的浮子室失衡，而水的涌動促進了虹吸過程，當浮子室排空后，浮子室會回復到原來的位置。有的自記雨量計有一個強迫虹吸裝置，虹吸過程不超過5秒鐘。有一種強迫虹吸裝置是具有一個與主浮子室分開的小室，用來收集在虹吸過程中繼續(xù)降落的雨水，待虹吸過程結束后將水排入主浮子室中，以保證降雨總量的正確記錄。在冬季，如果浮子室內收集的水有結冰的可能性，則有必要在雨量計內部安裝加熱裝置（最好用恒溫儀控制）。這樣可使浮子和浮子室免受損害

37、，并使在結冰期間的降雨量仍得以記錄下來。在有電源的地方，用小型加熱器或電燈就很合適，沒有電源的地方需要用另外的能源。一種簡便方法是利用一段短的加熱絲纏繞在集水器四周，并與大容量電池相連接。提供的熱能必須保持在能防止結冰的最低需要水平，因為熱量能使雨量計上方空氣產生垂直運動和增加蒸發(fā)損失，從而降低觀測的準確度。由于風和融雪的蒸發(fā)，沒有防風圈的加熱式雨量計的捕捉率會大大偏低，這在一些國家已有報道。除了用已知水量進行校準外，這種雨量計的維護與稱重雨量計相同（見6.5.1.3節(jié)）。6.6露、積冰和霧降水的測量6.6.1露和葉片濕潤程度的測量露的生成主要是在夜間，雖然量不大且隨地點不同而變化，但在干燥地

38、區(qū)卻很重要。在非常干燥的地區(qū)，凝露的量可能與降水的量相當。植物葉片暴露在由露、霧和降水形成的液體水分中，對于植物病害、昆蟲活動以及作物收割和加工處理等起著重要的作用。為了評價露在水文學方面的作用，區(qū)別露的形成是很有必要的。（a）由于大氣中的水分向下輸送，而在冷卻的物體表面凝結成的露，稱為“降露”。（b）從土壤和植物蒸發(fā)的水汽在冷卻的物體表面凝結成的露，稱為“蒸餾露”。（c）由葉片滲出的水所凝結成的露，稱為“吐水露”。這三種形式的露可同時作用并形成觀測的露。但只有第一種對地表面提供了外加的水，而第三種通常造成水的凈損失。此外還有一種水分源是由霧或云中的細小水滴形成的并被葉片和細枝收集后滴落或順著

39、枝干流到地面。所有形式的露降水有時稱為“神秘的降水”。在規(guī)定時間內，在給定的表面上所生成的露，通常以kg·m-2或以露厚mm為單位表示。露量的測量應盡可能準確到0.1mm。葉片的濕潤程度可以描述為輕、中、重，但最重要的測量是其開始時間或持續(xù)時間。測量露和葉片濕潤持續(xù)時間的儀器評述及其參考書目，在WMO（1992a）中給出。下面介紹葉片濕潤程度的測量方法。露量與凝露表面的特性（如輻射性質、大小、和方位（水平或垂直）有著緊密的關系?？梢酝ㄟ^安置一塊有著已知特性或標準特性的自然的或人工的平板或表面，通過稱重或目測或采用對其他量（如導電率）的測量等來估算露量。問題在于對平面的選擇，因為用儀器

40、得到的結果本質上并不能代表周圍物體上凝結的露量。應該針對每個特定組合的自然表面和安置表面的條件，建立起儀器測量值與自然表面沉降露量之間的經驗關系；還可以建立區(qū)分這些表面的露形成過程的經驗關系，如果對特殊應用是重要的話。一些儀器被用于直接測量露的發(fā)生、露量、葉片濕潤的持續(xù)時間和露的持續(xù)時間。露的持續(xù)時間記錄器既可采用一種以自身變化來顯示或記錄濕潤期的元件，也可采用一種測量自然葉面或人工葉面因存在雨、雪、濕霧、露等水分而引起的導電率變化的電測元件。露的稱量器可以將那些以降水形式或露的形式凝聚的水分稱量并記錄。大多數稱量儀器能提供連續(xù)的跡線，通過識別跡線形式可以判別是由霧、露所凝聚的水分還是由雨水所

41、形成的水分。利用降露本身測量凈露量的唯一可靠方法是用很靈敏的蒸滲儀進行測量（見第1編，第10章）。WMO（1992a）提出兩種特殊電子葉片濕潤儀作為研發(fā)的標準儀器。還推薦了不同的葉片濕潤模擬模型。有一些儀器用于能量平衡研究（反向蒸發(fā)模型），另一些用于相互作用的研究。這些研究的許多方面都要求進行微氣象測量。遺憾的是，至今還沒有公認的標準測量方法來對其進行檢驗。6.6.2積冰的測量幾種現象可導致冰在物體表面累積。冷凍降水形成的積冰稱為雨凇，這種形態(tài)的冰最具破壞性。它可以對樹、灌木、電話線路及供電線路等造成多方面的破壞，還會使道路和機場跑道處于一種危險狀態(tài)。白霜（通常稱之為霜）是露點溫度在冰點以下的

42、空氣冷卻至飽和狀態(tài)而形成的。白霜通常是由直接凝華在小直徑物體（如樹枝、植物莖干、葉片邊緣、線、桿等）上而形成的連結狀冰晶的沉積。霧凇是一種白色或乳白色的不透明冰粒沉降物，它是過冷卻水滴接觸到暴露物體時快速凍結而形成的。測量方法在氣象站，對積冰的觀測通常是定性的多，定量的少，這主要是由于缺乏合適的傳感器。積冰顯示器通常由陽極化處理的鋁制成，用來觀測和報告凍雨、霜、凇冰的發(fā)生。積冰的觀測包括對積聚冰的尺度和重量的測量以及對外觀的目測描述。這些觀測在山區(qū)是非常重要的，因為在山區(qū)迎風面的積冰量可能會超過正常的降水量。觀測的系統(tǒng)包括：標桿和柱樁以及在其上安裝的兩對平行金屬線，一對東西向設置，另一對南北向

43、設置，是用來聚積冰的。金屬線可以懸掛于任何高度，每對中較高位置的線可以取下。在觀測的時候，將兩條在高處的線取下置于一特殊的容器內，然后在室內將其融化并稱重。裝在低處的線是固定不動的，用于測量積冰的橫截面。有些國家用自記儀器連續(xù)記錄霧凇，用一個垂直或水平安裝的桿、環(huán)或平板作為傳感器，在自記紙上記錄霧凇量隨時間而增加的情況。還有一種稱為測冰器的簡單裝置，可用來觀測雪面上的霧凇和白霜的出現與存在，測冰器是一塊直徑為30cm的膠合板做成的圓盤，裝在一根垂直固定在地中的柱子上，圓盤可以沿著柱子上下移動并可固定在任何高度上。通常，圓盤的位置應貼近雪面，以便收集霧凇和白霜。另外，在柱子頂端以下20cm處，裝

44、一個直徑20cm的圓環(huán)，也可以用來收集霧凇。用一根直徑0.2-0.3mm的金屬線或線繩，從柱子頂端垂直連接到環(huán)上，可以用來觀測霧凇的積聚，如果需要，每種傳感器都可以取下并稱重。路面上的冰為了支持路面警報工作和路面維護工作，用于檢測和說明路面和跑道上結冰狀況的傳感器已研發(fā)并用于業(yè)務。采用組合的測量，可以檢測濕雪和干雪及各種形式的冰。首先是采用埋入路面并與路面齊平的兩個電極，作為用來測量路面導電率的傳感器，它能很快地區(qū)別干燥和潮濕的路面。第二種是離子極化率測量法，它能測定表面載電荷的能力；給一對電極以短時間少量充電后，用同一對電極測量殘存電荷，當有帶自由離子的電解質（如鹽水）時，殘存電荷就多。對極

45、化率和導電率都進行測量就可能區(qū)分干燥、潮濕和有水的表面，以及霜、雪、白冰及某些除冰的化學制劑。但是，非結晶的黑冰的導電率在某些條件下與水不易分辨，因此用這兩種傳感器都不能檢測出危險的黑冰。要解決這一問題就要在這個系統(tǒng)中增加第三種專用的電容測量裝置以檢測具有獨特結構的黑冰。以上都是被動的方法，現在有一種主動的現場測量方法，它使用加熱元件，或使用加熱與致冷兩種元件，以融化或者凍結出現在表面上的任何冰或液體。同時測量解凍凍結循環(huán)中的溫度和熱能，以用于確定冰的出現及估計路面上混合物的冰點。大多數現場測量系統(tǒng)包括一個測量路面溫度的溫度表。測量質量的好壞在很大程度上決定于制作（特別是材料）和安置。還要注意

46、避免輻射誤差?，F在有兩種遙感方法在開發(fā)中，可以將其作為車載儀器。第一種方法是基于幾個頻率上（分別約在3000nm和3GHz）的紅外反射和微波輻射，微波反射可以測定在無冰狀態(tài)下出現路滑危險時的水層厚度。用兩種紅外頻率可以區(qū)別干、濕和結冰的狀況?，F在已經證實，在大約2000m波長上的反射功率決定于冰層的厚度。第二種方法是應用圖像識別技術，對路面所反射的激光進行識別，以區(qū)分干路面和濕路面以及黑冰。6.6.3霧降水的測量霧由在地面以上的懸浮在大氣中的微小水滴組成的云狀物。霧滴的直徑大約在140m，下降速度從小于1cm s-1到接近5cm s-1。事實上，霧滴的下降速度很慢，以致于微風就可以讓水滴作近似

47、的水平運動。在霧形成的時候，水平能見度一般低于5km，當溫度與露點之差超過2時很少能觀測到霧。氣象學家通常更關心的是霧對視野的障礙，而非降水形式。無論如何，從水文學觀點上看，在高海拔的森林地區(qū)經常會有霧，其原因是位于山體表面上的云的平流，在這種地區(qū)如果只單獨考慮降水，就會嚴重低估此流域內的進水量（Stadtmuller and Agudelo，1990）。近來，已認識到霧是高地地域的水源（Schemenauer and Cereceda，1994b）和濕沉降通道（Schemenauer and Cereceda，1991；Vong，Sigmon and Mueller，1991），從而對測量方

48、法和測量單位標準化提出了要求。下面考慮霧降水測量的方法。在十九世紀，曾經對通過樹和各種集水器收集的霧進行了大量的測量，但這樣很難對收集率進行定量比較。最廣泛使用的測霧儀器由安置在雨量器頂部中央的一個垂直的金屬絲網圓筒組成，圓筒完全暴露在自由流動的空氣中。圓筒直徑為10cm，高22cm，網格大小為0.2×0.2cm（Grunow,1960）。充滿水份的空氣中的水滴沉積在絲網上并滴入雨量器的集水器，然后如同測量降雨一樣進行測量或記錄。這類儀器的缺點是：尺度小，對于植物缺乏代表性，絲網的小開口內會積水，降水直接進入雨量器會混淆對霧沉降的測量。另外，在有風的情況下，把霧降水的計算簡單地看成是

49、用霧集水器中的水量減去標準雨量器中的雨量，就會導致錯誤的結果，因為任何時候總是有風的。為了對霧沉降對在高海拔地域植樹的重要性作定量估計，以及為了對裸露或荒山漠化區(qū)作可能的收集率的測量，Schemehauer Cereceda（1994a）建議使用價格便宜的、1m2標準霧收集器和標準測量單位。收集器由一個耐用的聚丙乙烯制成的平板絲網構成，安裝在距地面2m的基座上。集水器與翻斗雨量計相連以測定沉降速率。對霧收集器測量的同時用風速儀進行風速測量，就可對沉積在垂直絲網平板上的霧和雨的比例作合理的估計。收集器能收集到若干升的水。因為絲網的面積為1m2，所以測量單位是I·m-2（升/平方米）。6

50、.7降雪和積雪的測量WMO（1994a）和WMO（1992b）是這方面內容的權威性文本，它涵蓋了水文學方面有關降雪過程中對雪的研究，包括測量方法。以下是對一些簡單的眾所周知的方法進行概要敘述并對儀器作簡要的回顧。降雪是指在一段時間內（一般24小時）降落的新雪深度，但不包括飄雪和吹雪。為了測量深度，雪這一名詞還應包括直接或間接地由降水形成的冰丸、雨凇、冰雹和片冰。雪深通常指觀測時地面上雪的總深度。積雪的水當量是融化積雪而得到的水的垂直深度。6.7.1降雪深度在開闊地上的新雪深度用有刻度的直尺或標尺作直接測量。為了得到一個有代表性的平均值，應當在認為沒有吹雪的地方進行次數足夠的垂直測量。要特別注意

51、不要測量早已積聚的陳雪。這可以預先將一塊合適的地塊打掃干凈或在陳雪的上面放置一塊由合適材料制成的平板（如一塊漆成白色的表面略為粗糙的木板）來測量聚積其上的積雪深度。在斜坡面上（如有可能，應避開）的測量仍用測桿作垂直測量。如果有陳雪，由于位于下層的陳雪已被壓縮和融化，用連續(xù)兩次測量的總深度的差值來計算新雪深度是錯誤的。在出現大面積吹雪的地方，需要作很多次的測量以得到有代表性的深度。6.7.2積雪深度的直接測量將雪尺或有同樣刻度的測桿插入雪中至地表面來進行地面積雪深度的測量。在開闊地帶，由于積雪被風吹起而重新分布，加之下面可能埋有冰層，使得雪尺不能插入，用這種方法去獲取有代表性的雪深測量會有些困難

52、。要注意確保測出總深度，包括可能存在的冰層深度。在每個觀測站要作多次測量并取其平均。對某些測雪桿，特別是用于邊遠地區(qū)的測雪桿，要漆上顏色交替的圓環(huán)或其它合適的標記，以提供測量地面總雪深的方便手段。可以從遙遠地點或從飛機上用雙筒或單筒望遠鏡從測桿或標記上讀取雪深。測桿應漆成白色，以使測桿周圍積雪的非正常的融化減至最小。從空中測雪深的標識物是垂直桿（其長度可變，根據最大雪深來定）和在此垂直桿的固定高度上安裝的橫桿，作為測量點的定位的標志。一種經濟的能給自動站提供可靠的雪深測量的超聲波探測器已經研發(fā)，是標準觀測的可行的替代品。它既可以用來測量雪深，也可以用來測量降落的新雪（Goodison等，198

53、8）?？梢杂眠@種傳感器提供的降水類型、總量和時間來實施對自記雨量計測量值的質量控制。儀器的準確度為±2.5cm。6.7.3雪水當量的直接測量測量水當量的標準方法是用采雪管采出樣芯并稱其重量。這是很多國家測量水當量的常用方法，是雪測量的基礎。這個方法包括：既可融化每一樣本并測量其液體重量，也可以稱取凍結的樣本重量。可以用經過測量的定量熱水或熱源來融化樣本。新雪的圓柱形樣本可以用一個合適的采雪器獲得，并進行稱重或融化。有關適用裝置和采樣技術的詳細資料參見WMO（1994a）。通?？墒褂脴藴视炅科鞯囊绯鋈萜鱽磉M行采樣。雪量器可以直接測量降雪的水當量。原則上，任何非記錄型雨量器都可以用來測量

54、固態(tài)降水的水當量。用這些類型的雨量器所收集到的雪在每次觀測后應立即稱重或融化，如6.3.1.2節(jié)中所述。自記稱重式雨量計不僅可以測量液態(tài)降水，同樣可以測量固態(tài)降水，并且可以用和液態(tài)降水相同的方法記錄水當量（參見6.5.1節(jié)）。固體降水的水當量可以用新雪的深度來估算。這種測量方法是采用合適的比密度把雪深度換算為水當量。雖然可以規(guī)定1cm雪深等于1mm當量的水，但要注意這是一個長期的平均值，用于單次測量就可能很不準確，因為雪的比密度是在0.03-0.4之間變化。6.7.4雪枕各種材料制作的大小不同的雪枕，可用于測量枕上的積雪重量。最普通的雪枕是用橡膠材料制成的直徑為3.7m的圓而扁平的容器，其中充

55、有甲醇與水混合的或甲醇-乙醇-水溶液的防凍液。雪枕安裝在地面上，與地齊平，或者埋在一薄層土或砂下。為了避免雪枕受損壞和使積雪保持其自然狀態(tài)，最好在安置場地周圍用柵欄圍住。在正常情況下，雪枕可使用10年以上。雪枕內的液體靜壓力，是測量雪枕上積雪重量的量度。此液體靜壓力通過浮筒式液位記錄器或者壓力傳感器測量，從而可以連續(xù)測量積雪的水當量。溫度變化可以引起測量準確度的變化。在淺積雪地區(qū)，每天溫度變化導致枕內液體的膨脹或收縮，造成出現虛假的降雪或融雪的指示。在深山地區(qū)，除了在降雪的開始和結束的季節(jié)，每天的溫度變化不大。應將連接測量單元的連通管裝在可控溫的保護管內或埋入地中以減少溫度的影響?？删偷匕惭b遙

56、測的資料收集系統(tǒng)，以便使用圖形或數字記錄器對雪水當量進行連續(xù)的測量。雪枕的測量結果與標準采雪管的測量結果會有差異，尤其是在融雪期間更為常見。當積雪中不含有在雪枕上方“架橋”的冰層時，雪枕的測量結果最可靠。用雪枕測量的雪水當量與標準稱重方法的測值相比，其差異可達510%。6.7.5放射性同位素雪量器放射性同位素雪量器是用來測量積雪水當量的總量和/或提供密度廓線。它不會造成樣本的破壞，可用于現場記錄和/或遙測系統(tǒng)。幾乎所有系統(tǒng)都是基于水、雪或冰能對輻射造成衰減的原理。正如其它的點測量一樣，要把點測值當作區(qū)域指標值來使用，選擇有代表性的測點位置就很重要。用來測量水含量總量的儀器由輻射檢測器和輻射源兩

57、部分組成。輻射源可以是自然中存在的，也可以是人工的。把檢測器的一部分安放在雪場的地基上，另一部分安裝在高出于估計最大雪深的高度上。隨著雪的積聚，計數速率隨雪場的水當量增加而成比例地減小。采用人工輻射源的系統(tǒng)安裝于固定的地點并只能取得該點的測量值。用自然鈾作為環(huán)狀輻射源，環(huán)狀的中央是單柱檢測器，這種系統(tǒng)已成功地用于測量水當量達500mm或雪深為150cm的積雪。安裝在固定地點的放射性廓線雪量器可用來提供雪水當量總量和密度，并可對雪場的水運動與密度隨時間的變化作精確的研究（Armstrong,1976）。廓線雪量器由安裝在水泥地上的相隔大約66cm的兩根相互平行的且與地面垂直的通管組成，其高度應在

58、估計最大雪深高度之上。伽馬射線源懸掛在其中一管子上，帶光電倍增管的閃爍伽馬射線檢測器則懸掛在另一管子上。測量時要將射線源與檢測器置于等深度的積雪之中。雪深以增量約2cm逐點進行測量就能得到積雪的垂直密度廓線。采用后向散射而不采用發(fā)射的伽馬射線來測量積雪密度的便攜式儀器（Young,1976），是掘洞測雪法的可行的替代品。由于儀器攜帶方便，故使之能對該區(qū)域的雪密度和雪水當量的區(qū)域變化作出評估。6.7.6自然伽馬輻射伽馬輻射測雪方法，是基于土壤頂層有自然輻射元素放射的伽馬輻射受雪的衰減的原理。雪水當量越大，輻射的衰減也就越大。地球的伽馬輻射測量包括：在遙遠地方的一個點的測量，或者是一系列的點測量，或者在一個地區(qū)作選擇性的橫向的來回測量（Loijens,1975）。這種方法也可以用于飛機上的測量，儀器包括一個輕便的伽馬線分光儀，它是利用小的閃爍晶體在寬頻上和在三個頻譜窗口（即鉀、鈾和釷的發(fā)射窗口）上來測量射線。在積雪之前，要對測點或沿著測線來回作伽馬強度的測量。由于上層1020cm深的土壤的濕度會有變化和宇宙射線的背景輻射也會變化，以及儀器漂移和降水中的氡氣（它是伽馬輻射源）隨降水進入土壤或雪中等等，所以必需對讀數修正，以獲取雪水當量的絕對估計。此外，為了確定頻譜儀