青藏高原腹地雨量筒降水观测误差的修正

Accurate precipitation is important for better understanding the climate change and water cycle. However, due to the wind-induced undercatch of rain gauges, it is hard to get accurate precipitation in the interior Qinghai-Tibetan Plateau. Many scholars had corrected the precipitation in Qinghai Tibet Plateau, but there was not a unified precipitation correction scheme in the plateau area. In order to solve the above problems, this project is going to carrying out precipitation intercomparison by using DFIR, Genor T-200B weighing type rainfall gauge, Chinese standard precipitation gauge (CSPG) and laser precipitation monitor in the interior Qinghai-Tibetan Plateau, our goal is to establish a credible precipitation correction scheme in the hinterland of the Qinghai Tibet Plateau. The results being obtained are as follow: (1) Determination of precipitation type based on meteorological parameters in the hinterland of Qinghai Tibet Plateau; (2) Genor T-200B and CSPG liquid precipitation correction scheme will be given based on wind speed; (3)By comparing the precipitation observations and the snow particles information obtained in this study, a physical process based Genor T-200B and CSPG solid precipitation correction scheme is proposed.

准确的降水量是研究气候变化以及水文循环的基础。然而在青藏高原腹地，风力造成的雨量筒动力损失一直是造成降水量观测不准确的一个重要因素。不少学者在高原地区开展了降水量的修正工作，但是至今没有形成一个统一的修正方案。针对以上问题，本项目拟在青藏高原腹地利用双栅式降水量对比标准装置（DFIR）、Genor T-200B称重式雨量筒以及中国标准雨量计（CSPG）开展系统的降水量对比观测实验，并结合激光雨滴谱仪及人工观测试验得出的降水粒子信息，在青藏高原腹地确定一个可信的降水量修正方案。具体研究内容：（1）基于气象参数在青藏高原腹地确定一个降水类型判定方案；（2）基于风速给出Genor T-200B和CSPG液态降水量修正方案；（3）通过降水对比观测和本研究获取的降雪粒子信息，确定一个基于物理过程的Genor T-200B和CSPG固态降水量修正方案。

受动力损失等因素的影响，青藏高原雨量筒获取的降水量普遍低于真实值，且目前在该区域尚未形成一个统一的修正方案。针对以上背景，本研究依托国家自然科学基金支持，在青藏高原腹地北麓河地区布设了双栅式降水量对比标准装置（DFIR）、Genor T-200B称重式雨量筒以及中国标准雨量计（CSPG），并开展了较为系统的降水对比观测试验。具体得出的结果如下：(1) CSPG对雨、雨夹雪、雪、冰雹、雨夹冰雹的捕捉率分别为96.3%、84.9%、53%、102.4%、98.9%，Geonor T-200B的捕捉率分别为96.2%、90.3%、71%、103.6%、99.8%。从这个结果来看，除了液态降水CSPG略高于Geonor T-200B外，其它降水类型Geonor T-200B捕捉率均高于CSPG，说明带有单层防风圈的降水观测装置能有效提高降水捕捉率。(2) 基于降水对比观测获取的数据，对国内外学者提出的CSPG和Geonor T-200B降水修正方案在青藏高原腹地的适用性进行了评价，发现小时尺度上，K2017b方案对Geonor T-200B固态和混合态降水修正结果最准确，在降水事件尺度上，M2007e对T-200B固态降水修正结果最准确。其它方案修正得到的CSPG和T-200B降水量与DFIR降水量的一致性较差。(3) 基于激光雨滴谱仪判定的降水类型和气象观测数据，发现当气温低于-7℃时几乎全部为固态降水，高于5℃时几乎全部为液态降水，而当气温在-7~5℃之间时，随着气温的增加固态降水比重呈现出线性减小趋势，基于该规律给出了一个适合于青藏高原腹地的日尺度上降水类型判定方案。(4) 基于气温和风速参数给出了CSPG和Geonor T-200B不同类型降水修正方案，发现气温是影响CSPG固态降水捕捉率的一个重要因素，构建CSPG固态降水修正方案时不能忽视气温的影响，而Geonor T-200B固态降水捕捉率则主要受到风速的影响，气温的影响则比较小。(5) 基于以往研究构建的基于物理过程的固态降水修正方案结果，本研究进一步构建出了包含降水粒子信息的CSPG和Geonor T-200B方案。(6) 冰雹降水也是青藏高原腹地的重要降水形式，由于冰雹降水的捕捉率与液态降水较为接近，且冰雹降水发生的气温较高，因此可直接利用常规固态、液态、混合态修正方案直接进行修正。