Aplicação e análise de erros de um pluviômetro de báscula

Aplicação e análise de erros de um pluviômetro de báscula

Com o desenvolvimento dos pluviômetros, o sistema de observação em solo passou gradualmente do monitoramento manual para a observação automática, e a precisão dos dados coletados também tem melhorado continuamente. A aplicação em larga escala dos pluviômetros resultou em um aumento na densidade de dados de observação, o que atende às necessidades da pesquisa científica e da previsão do tempo de alta precisão, além de reduzir significativamente o esforço dos observadores.

Atualmente, os instrumentos utilizados pelas estações meteorológicas nacionais para observar a precipitação variam de manuais a automáticos. Existem principalmente quatro tipos de pluviômetros manuais: pluviômetros de báscula, pluviômetros de sifão e pluviômetros de pesagem. Devido aos diferentes métodos de detecção e princípios de funcionamento dos diversos equipamentos de observação de precipitação, a precipitação medida também varia bastante.

Dentre os quatro tipos de pluviômetros comumente utilizados, o pluviômetro de báscula pode ser considerado um dos mais representativos. A seguir, este artigo utilizará o pluviômetro de báscula como exemplo para explicar a intensidade da precipitação e os métodos de medição. Serão analisados ​​os erros, tanto os causados ​​por instalação e manutenção inadequadas do equipamento quanto os causados ​​por condições naturais, bem como os métodos de tratamento de dados anômalos.

pluviômetro de báscula

O princípio do pluviômetro de báscula baseia-se na entrada de água da chuva no reservatório superior, que cai no funil de desvio e flui para a báscula através da abertura do funil. Quando a água acumulada atinge uma determinada altura (por exemplo, 0,1 mm), a báscula perde o equilíbrio e tomba. À medida que a chuva continua, a báscula gira para a esquerda e para a direita, permitindo a leitura dos dados de precipitação no relógio e, consequentemente, a medição contínua da chuva.

Três erros comuns em pluviômetros

1. Erros causados ​​pela intensidade da precipitação e pelos métodos de medição

O pluviômetro de báscula mede a precipitação pelo número de vezes que a báscula se inclina, mas quando a intensidade da chuva aumenta repentinamente, devido ao tempo de reação da báscula, outra báscula precisa ser enchida com água antes de se inclinar, causando erros de medição. Os erros de medição resultantes são diretamente proporcionais à intensidade da chuva.

De acordo com a relação linear do grande erro quando a intensidade da chuva é alta, após análise cuidadosa, a razão pode ser que, quando a intensidade da chuva é alta, o fluxo de água para o cuba de medição é muito rápido, o que faz com que, antes de ser totalmente drenado, a água da chuva flua novamente para o cuba de medição basculante, fazendo com que este retorne à sua posição original. Dessa forma, a quantidade de chuva que flui para o cuba de medição basculante é inferior a 0,1 mm, resultando em uma quantidade de água medida pelo pluviômetro de báscula superior à quantidade real de precipitação. E como a água não foi totalmente drenada, o volume de água no cuba de medição atinge rapidamente o equivalente a 0,1 mm de chuva, fazendo com que ele incline novamente, formando um fenômeno de oscilação contínua, resultando em erros. De acordo com a norma de medição do pluviômetro de báscula, o erro causado por essa situação geralmente está dentro da faixa permitida de 4%.

2. Erros causados ​​por instalação e manutenção inadequadas de equipamentos e equipamentos

Através da comparação de dados de vários pluviômetros, constatou-se que o valor da medição da caçamba basculante é obviamente muito alto se a porca da caçamba estiver solta, chegando a ultrapassar a faixa permitida de 4% (dados não disponíveis). Por outro lado, o atrito do eixo de rotação e a influência da água ou da areia na caçamba impedem sua rotação, resultando em um valor baixo.

Esse tipo de erro é inevitável. Portanto, além da manutenção regular do equipamento, também precisamos resumir e analisar os dados após a precipitação para encontrar a causa do erro e corrigi-lo a tempo de garantir a disponibilidade dos dados subsequentes.

3. Erros causados ​​por condições naturais

Os erros causados ​​pelo ambiente natural são bastante inevitáveis. A distribuição espacial da precipitação é irregular, e os diversos instrumentos de medição de chuva são colocados a uma certa distância uns dos outros no campo de observação. Quando a precipitação é visivelmente irregular, os resultados das medições dos pluviômetros também se mostram inconsistentes.

Na vida moderna, os pluviômetros, como principal instrumento para monitoramento da precipitação, desempenham um papel importante na meteorologia, agricultura, recursos hídricos e outras áreas. Ao mesmo tempo, os pluviômetros também podem apresentar variações devido às condições climáticas, ao próprio equipamento, à manutenção diária e outros fatores. Para obter valores precisos, é fundamental estar atento a esses problemas ao utilizar o equipamento.

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