吳宜 劉西川 孫宇 張軍

(1 南京市氣象探測(cè)中心,南京 210009； 2 國(guó)防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院,長(zhǎng)沙 410073； 3 北京航天飛行控制中心,北京 100094)

引言

降水現(xiàn)象是影響自然環(huán)境、社會(huì)生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及軍事行動(dòng)的重要?dú)庀笠蛩?，是常?guī)地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)的基本內(nèi)容之一[1]。但長(zhǎng)期以來(lái)，天氣現(xiàn)象依靠人工觀測(cè)，存在主觀性強(qiáng)、觀測(cè)頻次少、定性判斷等問題，難以準(zhǔn)確、連續(xù)和全面反映實(shí)際的天氣現(xiàn)象[2]。隨著我國(guó)地面全要素自動(dòng)化觀測(cè)的發(fā)展，常規(guī)溫濕壓風(fēng)降水六要素和能見度、云底高等已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化觀測(cè)，由于天氣現(xiàn)象涉及的要素眾多，目前尚難以實(shí)現(xiàn)全要素的自動(dòng)化觀測(cè)[3]。隨著成像、散射等技術(shù)的不斷發(fā)展，降水、視程障礙等天氣現(xiàn)象的自動(dòng)化觀測(cè)技術(shù)也不斷成熟，并應(yīng)用于臺(tái)站業(yè)務(wù)[4]?，F(xiàn)有天氣現(xiàn)象自動(dòng)觀測(cè)以降水類天氣現(xiàn)象為主，其典型儀器為雨滴譜式降水現(xiàn)象儀和前向散射式天氣現(xiàn)象儀，如DSG1、DSG5型降水現(xiàn)象儀、OTT Parsivel雨滴譜儀、CJY-2C/T型天氣現(xiàn)象儀等。

在降水現(xiàn)象儀替代人工觀測(cè)的進(jìn)程中，儀器觀測(cè)結(jié)果和人工觀測(cè)結(jié)果的一致性和延續(xù)性是需要重點(diǎn)檢驗(yàn)的。中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心最早于2009年將OWI-430、VPF-730和PWS-100和我國(guó)現(xiàn)有天氣現(xiàn)象觀測(cè)儀進(jìn)行了對(duì)比[5]，認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)有天氣現(xiàn)象儀在降水現(xiàn)象和視程障礙現(xiàn)象的觀測(cè)準(zhǔn)確度接近國(guó)際先進(jìn)天氣現(xiàn)象儀器水平。2014年又組織了6種型號(hào)的雨滴譜降水現(xiàn)象儀的外場(chǎng)觀測(cè)對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)雨滴譜降水現(xiàn)象儀的觀測(cè)性能總體適用于我國(guó)現(xiàn)階段實(shí)際業(yè)務(wù)探測(cè)[6]。2015年將通過(guò)中國(guó)氣象局考核的雨滴譜式天氣現(xiàn)象儀與人工觀測(cè)進(jìn)行了對(duì)比[7]，認(rèn)為儀器總體上對(duì)降水現(xiàn)象的識(shí)別能力較強(qiáng)，能捕捉到主要的降水過(guò)程，但不同型號(hào)儀器對(duì)降水現(xiàn)象的識(shí)別能力存在差異。隨著雨滴譜式降水現(xiàn)象儀的廣泛業(yè)務(wù)應(yīng)用，伍永學(xué)等[8]、吳世美等[9]、尹佳莉等[10]利用降水現(xiàn)象儀進(jìn)行了降水過(guò)程的個(gè)例分析，杜傳耀等[11]、黃曉云等[12]、呼群[13]等先后對(duì)北京、廣州和鄂爾多斯等地的降水現(xiàn)象儀長(zhǎng)期觀測(cè)資料進(jìn)行了對(duì)比分析。這些工作為掌握儀器測(cè)量性能、提高測(cè)量精度、推動(dòng)實(shí)際應(yīng)用提供了重要的技術(shù)積累。

考慮到不同地區(qū)的降水現(xiàn)象出現(xiàn)概率、強(qiáng)度與微物理特征各不相同，雨滴譜式降水現(xiàn)象儀的測(cè)量性能也各不相同，而且實(shí)際中天氣現(xiàn)象缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也無(wú)法直接采用人工觀測(cè)結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)降水現(xiàn)象儀的測(cè)量效果，本文統(tǒng)計(jì)了2018年1—11月期間，南京市氣象局在江寧布設(shè)的Parsivel降水現(xiàn)象儀和人工觀測(cè)資料，分析南京本地雨滴譜式降水現(xiàn)象儀對(duì)不同降水現(xiàn)象的測(cè)量性能，通過(guò)對(duì)人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)結(jié)果的相對(duì)差異及可能存在的原因的討論分析，為進(jìn)一步提升OTT Parsivel雨滴譜儀的天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)效果提供基本參考。

1 儀器與數(shù)據(jù)

Parsivel雨滴譜式降水現(xiàn)象儀是德國(guó)OTT公司生產(chǎn)的降水傳感器，發(fā)射機(jī)發(fā)射的水平激光光束波長(zhǎng)為650 nm，有效采樣面積為27 mm×180 mm。當(dāng)有降水粒子穿越采樣空間時(shí)，光電管陣列記錄降水粒子的寬度和穿越時(shí)間，據(jù)此來(lái)估計(jì)降水粒子的尺度和速度，進(jìn)而計(jì)算降水強(qiáng)度、降水量、雷達(dá)反射率因子和尺度譜等參數(shù)。Parsivel降水現(xiàn)象儀能夠輸出32×32個(gè)通道的尺度和速度矩陣，根據(jù)降水粒子尺度和速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并結(jié)合溫度、降水時(shí)序變化等，實(shí)現(xiàn)降水類天氣現(xiàn)象的自動(dòng)判斷[14]。

觀測(cè)資料選取2018年1月1日至2018年11月15日期間，共11個(gè)月的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀和人工觀測(cè)資料，其中，雨滴譜式降水現(xiàn)象儀輸出的數(shù)據(jù)分辨率為1次/min。剔除雨滴譜式降水現(xiàn)象儀缺測(cè)記錄后，儀器和人工同步觀測(cè)的有效記錄共計(jì)295天。人工觀測(cè)嚴(yán)格按照地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)要求，根據(jù)天氣現(xiàn)象的人工記錄規(guī)則，天氣現(xiàn)象以日為單位錄入，每天1條記錄，其中白天(北京時(shí)08:00—20:00)和夜間(北京時(shí)20:00至次日08:00)分別記錄。白天，先錄入1組天氣符號(hào)編碼，然后錄入空格，接著錄入天氣現(xiàn)象起時(shí)與止時(shí)各1組；天氣現(xiàn)象在演變過(guò)程中，天氣符號(hào)編碼與起止時(shí)間均按記錄順序錄入；若同時(shí)有2種天氣現(xiàn)象，則分別錄入。夜間不守班，天氣現(xiàn)象僅錄入天氣現(xiàn)象編碼，不記起止時(shí)間。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，儀器觀測(cè)的降水日為124 d，其中雨日為119 d，雪日為27 d(含雨夾雪)；人工觀測(cè)的降水日為116 d，其中雨日為111 d，雪日為6 d(含雨夾雪)。儀器觀測(cè)和人工觀測(cè)均有降水記錄的，共有100 d，人工觀測(cè)到但儀器未觀測(cè)到的降水共有16 d；儀器觀測(cè)到但人工未觀測(cè)到的降水共有24 d。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，儀器未觀測(cè)到降水而人工觀測(cè)到降水，或者儀器觀測(cè)到降水而人工未觀測(cè)到降水的時(shí)間段主要發(fā)生在夜間，導(dǎo)致這一差異的原因可能有2點(diǎn)：①夜間短時(shí)降水易被人工觀測(cè)所忽略，②微量降水可能會(huì)被雨滴譜儀所漏測(cè)。

2 白天降水現(xiàn)象觀測(cè)結(jié)果對(duì)比

白天降水現(xiàn)象儀與人工觀測(cè)結(jié)果的對(duì)比情況如表1所示。人工觀測(cè)的總降水時(shí)間為21501 min，儀器觀測(cè)的總降水時(shí)間為7898 min，其中，人工觀測(cè)的雨、陣雨、雪、雨夾雪的時(shí)間均明顯高于儀器觀測(cè)的結(jié)果；儀器觀測(cè)到了358 min的毛毛雨和462 min的霰，但人工觀測(cè)沒有記錄。人工觀測(cè)的總降水時(shí)間是儀器觀測(cè)降水時(shí)間的2.7倍，可能的原因在于:一方面，人工觀測(cè)忽略了降水間隙，因此導(dǎo)致了降水時(shí)間的高估；另一方面，儀器觀測(cè)可能會(huì)漏掉極微量降雨，從而導(dǎo)致降水時(shí)間的低估。

以人工觀測(cè)為依據(jù)，選取白天出現(xiàn)降水現(xiàn)象的人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)結(jié)果，其輸出天氣現(xiàn)象代碼的對(duì)比情況如圖1所示。圖1a為人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)的同步對(duì)比，圖1b、c、d為人工觀測(cè)結(jié)果和儀器觀測(cè)結(jié)果隨時(shí)間的變化。

由圖1a可知，人工觀測(cè)的降水現(xiàn)象主要有4種，分別為雨(60)、雨夾雪(68)、雪(70)、陣雨(80)，而儀器觀測(cè)的降水現(xiàn)象種類較多，分別為毛毛雨(51、52、53)、陣雨(57、58)、雨(61、62、63)、雪(71、72、73)、霰(88)。結(jié)合圖1b分析發(fā)現(xiàn)，人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)有較好的一致性，但是由于儀器輸出的降水現(xiàn)象種類較多，與人工觀測(cè)結(jié)果的對(duì)應(yīng)性則有不同差別。當(dāng)人工觀測(cè)為雨時(shí)，儀器觀測(cè)到雨的比例最大(73.5%)，其次為陣雨(14%)和毛毛雨(12.1%)，此外還觀測(cè)到3 min的霰；當(dāng)人工觀測(cè)為雨夾雪時(shí)，儀器觀測(cè)到霰的比例最大(54.9%)，其次為雨(35.3%)，此外還觀測(cè)到個(gè)別的毛毛雨或雪；當(dāng)人工觀測(cè)為雪時(shí)，儀器觀測(cè)到雪的比例最大(67%)，其次為霰(24.3%)，此外還觀測(cè)到個(gè)別的陣雨(6.7%)、毛毛雨(0.9%)和雨(1.3%)；當(dāng)人工觀測(cè)為陣雨時(shí)，儀器觀測(cè)到了雨的比例最大(57.3%)，其次為陣雨(27.9%)，最小的為毛毛雨(14.8%)?？偨Y(jié)而言，人工觀測(cè)的分類較粗，可能忽略了降水的精細(xì)變化，如忽略了降雪過(guò)程中的雨雪轉(zhuǎn)換；但儀器觀測(cè)也同樣存在誤差，如降雨時(shí)一般不會(huì)有霰，儀器沒有觀測(cè)到陣雪、陣性雨夾雪等。此類問題仍需通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)儀器及算法來(lái)解決。

圖1 2018年1月1日至11月15日白天(08:00—20:00)人工觀測(cè)和雨滴譜儀觀測(cè)的天氣現(xiàn)象代碼散點(diǎn)(a)及1～100 d(b)、101～200 d(c)、201～300 d(d)天氣現(xiàn)象代碼

為分析在不同降雨強(qiáng)度等級(jí)下，降水現(xiàn)象儀和人工觀測(cè)的差異對(duì)降雨量和降雨時(shí)數(shù)記錄的影響，以降水現(xiàn)象儀觀測(cè)的降水強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，R表示降水強(qiáng)度,分別劃分小雨(R≤2.5mm/h)、中雨(2.5 mm/h

表2 2018年1—11月白天雨滴譜儀與人工觀測(cè)的降水量/降水時(shí)數(shù)結(jié)果對(duì)比

由圖1發(fā)現(xiàn)，在某些時(shí)間范圍內(nèi)，當(dāng)人工觀測(cè)到降水現(xiàn)象時(shí)儀器沒有輸出結(jié)果，也有一些時(shí)間段，儀器觀測(cè)到降水現(xiàn)象而人工觀測(cè)沒有結(jié)果。這兩種情況在實(shí)際中均有可能出現(xiàn)。因此，為了進(jìn)一步分析人工觀測(cè)和儀器對(duì)降水現(xiàn)象的觀測(cè)差異，分別選取春、夏、秋、冬四季各1天，人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)的天氣現(xiàn)象代碼對(duì)比以及對(duì)應(yīng)的降水強(qiáng)度時(shí)序變化如圖2 所示。

圖2 春(a)、夏(b)、秋(c)、冬(d)白天(08:00—20:00)觀測(cè)降雨的天氣現(xiàn)象代碼對(duì)比及對(duì)應(yīng)的降水強(qiáng)度變化(藍(lán)色為雨滴譜儀器觀測(cè)，紅色為人工觀測(cè))

整體來(lái)看，人工觀測(cè)降雨的起始時(shí)間明顯要早于儀器觀測(cè)出降雨的起始時(shí)間。同時(shí)，人工對(duì)降雨停止的時(shí)間滯后于儀器判斷。對(duì)于前者，觀察雨滴譜儀獲得的降雨強(qiáng)度可知，儀器并未測(cè)量到有降雨出現(xiàn)，而此時(shí)人工觀測(cè)有降雨。這說(shuō)明當(dāng)時(shí)的情況可能存在有強(qiáng)度很小的毛毛雨，這種強(qiáng)度弱到儀器無(wú)法觀測(cè)，從而導(dǎo)致降雨起始時(shí)間滯后與人工觀測(cè)。對(duì)于后者，可能的原因有2個(gè):①降雨逐漸結(jié)束的過(guò)程中，后半段減弱到儀器難以觀測(cè)的程度，導(dǎo)致儀器無(wú)法識(shí)別出降雨。②人工觀測(cè)習(xí)慣會(huì)滯后一段時(shí)間，確認(rèn)降雨結(jié)束才記錄降雨結(jié)束的時(shí)間，這導(dǎo)致了人工觀測(cè)結(jié)果與儀器觀測(cè)結(jié)果的較大差異。

圖2a 11:00—15:00時(shí)間段內(nèi)，人工觀測(cè)記錄有2次時(shí)間較長(zhǎng)的陣雨，而儀器觀測(cè)結(jié)果則是在雨、陣雨和無(wú)天氣現(xiàn)象中快速切換。結(jié)合降水強(qiáng)度時(shí)序分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上降水強(qiáng)度存在快速變化，人工觀測(cè)把該段時(shí)間都認(rèn)為是陣雨，而雨滴譜儀則根據(jù)每一分鐘的雨滴譜情況進(jìn)行天氣現(xiàn)象判斷，將降雨間歇排除在外，從而造成雨、陣雨的測(cè)量時(shí)數(shù)偏少。此類情況，在圖2b、c、d中同樣顯著存在，這是造成儀器觀測(cè)雨、陣雨、毛毛雨均顯著低于人工觀測(cè)結(jié)果的主要原因。由此說(shuō)明，儀器能夠較為客觀地記錄了降水過(guò)程中的強(qiáng)弱和斷續(xù)情況，而人工觀測(cè)結(jié)果則沒有體現(xiàn)出來(lái)。此外，圖2b 09:00—10:00，降水強(qiáng)度大于100 mm/h的個(gè)別時(shí)刻被誤判為降雪，當(dāng)時(shí)為短時(shí)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，最大降水強(qiáng)度達(dá)188.7 mm/h，強(qiáng)降水伴隨的風(fēng)速較大，雨滴可能存在較大的橫向漂移，雨滴譜儀會(huì)對(duì)降水粒子存在一定的尺度高估和速度低估，從而給利用粒子尺度—速度矩陣來(lái)判斷降水類型帶來(lái)誤差。

2018年1月3—6日期間，有1次明顯的降雨、降雪轉(zhuǎn)換過(guò)程，儀器觀測(cè)和人工觀測(cè)的結(jié)果如圖3所示?？梢妰烧哂^測(cè)結(jié)果總體上有較好的一致性，尤其雨雪轉(zhuǎn)換的時(shí)段較為吻合。但也存在一定的差異，主要有3個(gè)方面:①人工觀測(cè)到雨夾雪，而儀器沒有觀測(cè)到。理論上雨雪轉(zhuǎn)換過(guò)程中，應(yīng)該存在一段雨夾雪的過(guò)程。但激光雨滴譜儀并沒有雨夾雪的輸出。在這段時(shí)間，儀器輸出的是雨和霰并存。可以進(jìn)一步深入研究，是否將這兩種降水現(xiàn)象并存時(shí)判為雨夾雪。②人工觀測(cè)到降雪的過(guò)程中，儀器對(duì)應(yīng)觀測(cè)的是雪和霰。降雪的過(guò)程中同時(shí)有霰粒子是合理的，但人工觀測(cè)在降雪時(shí)區(qū)分是否有霰是非常困難的。因此，可以認(rèn)為儀器觀測(cè)到的霰更能反映實(shí)際情況。③對(duì)于降雪的結(jié)束時(shí)間，人工觀測(cè)結(jié)果與降雨結(jié)束時(shí)間類似，滯后于儀器觀測(cè)結(jié)果。

圖3 雨、雪轉(zhuǎn)換天氣2018年1月3—6日白天(08:00—20:00)雨滴譜儀器觀測(cè)和人工觀測(cè)對(duì)比：(a)天氣現(xiàn)象代碼,(b)粒子尺度譜

根據(jù)人工觀測(cè)的天氣現(xiàn)象類型，選取2018年1月3—5日時(shí)段內(nèi)的雨滴譜式降水現(xiàn)象儀所測(cè)量雨、雨夾雪和雪的粒子直徑-速度關(guān)系(圖4)。其中實(shí)線分別為雨滴、濕雪和干雪的速度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。由圖可知，雨滴直徑較小，介于0.3～2.8 mm之間，速度主要集中在雨滴經(jīng)驗(yàn)曲線附近及以上；對(duì)于雨夾雪，除了大部分粒子集中于雨滴經(jīng)驗(yàn)曲線附近以外，還有一定數(shù)量的粒子出現(xiàn)在濕雪經(jīng)驗(yàn)曲線附近，即粒子直徑較大，但速度并不顯著增大，呈現(xiàn)部分降雪的速度特征；對(duì)于雪，粒子直徑明顯增大，最大達(dá)到了8 mm，速度介于1.4～ 4.5 m/s，雪花速度出現(xiàn)在濕雪和干雪的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系之間，大雪花的速度明顯很小，并且不隨尺度的增大而增大，呈現(xiàn)典型的雪花速度特征。

圖4 2018年1月3—5日雨(a)、雨夾雪(b)、雪(c)3類降水的粒子尺度與速度的關(guān)系

3 夜間降水現(xiàn)象觀測(cè)結(jié)果對(duì)比

由于夜間人工觀測(cè)不記錄時(shí)間，因此夜間二者僅能進(jìn)行簡(jiǎn)單的一致性對(duì)比，無(wú)法精確到分鐘。夜間降水現(xiàn)象儀與人工觀測(cè)結(jié)果的對(duì)比情況如表3所示。人工觀測(cè)結(jié)果(91 d)和儀器觀測(cè)結(jié)果(92 d)有較好的一致性，由于人工觀測(cè)的局限性，夜間觀測(cè)的天氣現(xiàn)象種類較少，而儀器可以在夜間記錄多種天氣現(xiàn)象，所以儀器觀測(cè)雨、陣雨、毛毛雨、雪和霰的結(jié)果均高于人工觀測(cè)的結(jié)果。比如，毛毛雨、陣雨往往是伴隨雨的前后出現(xiàn)的，雖然時(shí)間記錄較多，但是實(shí)際上以降雨為主。

表3 2018年1—11月雨滴譜儀與人工觀測(cè)夜間降水觀測(cè)天數(shù)

圖5 2018年1月1日至11月15日夜間(20:00至次日08:00)雨滴譜儀觀測(cè)和人工觀測(cè)的天氣現(xiàn)象代碼

選取夜間(20:00至次日08:00)出現(xiàn)降水現(xiàn)象的人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)結(jié)果，其輸出天氣現(xiàn)象代碼的對(duì)比情況如圖5所示。由圖可知，儀器輸出的降水現(xiàn)象種類較多，變化也較多，能夠體現(xiàn)更為細(xì)節(jié)的時(shí)序變化。而由于人工觀測(cè)沒有記錄時(shí)間，細(xì)節(jié)不足，難以與儀器觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行時(shí)序?qū)Ρ?，只能進(jìn)行降水現(xiàn)象發(fā)生一致性的比較。人工觀測(cè)結(jié)果為雨(60)時(shí)，儀器觀測(cè)結(jié)果的大部分為雨或毛毛雨，有個(gè)別時(shí)刻的霰(88)出現(xiàn)；人工觀測(cè)結(jié)果為雨夾雪(68)時(shí)，儀器觀測(cè)結(jié)果為雨或者雪；人工觀測(cè)結(jié)果為雪(70)時(shí)，儀器觀測(cè)結(jié)果為雪或者霰；人工觀測(cè)結(jié)果為陣雨(80)時(shí)，儀器觀測(cè)為雨?？傮w來(lái)看，人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)有較好的一致性，但個(gè)別時(shí)次仍有一定差別。比如，2018年2月和8月，個(gè)別時(shí)刻人工觀測(cè)為雨，但儀器觀測(cè)到了霰，說(shuō)明儀器觀測(cè)算法可能把降雨誤判為霰。另外，人工觀測(cè)沒有降水，但儀器觀測(cè)到了雨或毛毛雨，說(shuō)明人工觀測(cè)在夜間可能會(huì)忽略短時(shí)少量降雨。

為進(jìn)一步分析人工觀測(cè)和儀器對(duì)降水現(xiàn)象的觀測(cè)差異，選取2018年1月2—9日的觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析人工觀測(cè)和儀器觀測(cè)的天氣現(xiàn)象以及對(duì)應(yīng)的粒子譜分布時(shí)序變化(圖6)。對(duì)比圖6a、b分析，1月3日人工觀測(cè)為降雨，儀器觀測(cè)為毛毛雨、陣雨和雨，粒子直徑較小，為典型的降雨；1月4日人工觀測(cè)為雨夾雪和雪，儀器觀測(cè)為雪和霰，其中夾雜有少量的雨，粒子直徑明顯增大，粒子尺度譜為典型的降雪；1月5日人工觀測(cè)為雪，儀器觀測(cè)以雪為主，也夾雜有少量的雨和霰，粒子直徑比4日的略小，粒子尺度譜仍為典型降雪。1月7—8日人工觀測(cè)為降雨，儀器觀測(cè)以毛毛雨為主，有少量的雨出現(xiàn)，粒子尺度譜為典型的降雨?？偨Y(jié)而言，儀器在夜間仍然能對(duì)天氣現(xiàn)象保持高時(shí)間分辨率的監(jiān)測(cè)，而由于受到目力觀測(cè)的局限，人工觀測(cè)可能忽略掉個(gè)別時(shí)次的毛毛雨或雨。

圖6 2018年1月2—9日夜間(20:00至次日08:00)雨滴譜儀器觀測(cè)和人工觀測(cè)對(duì)比：(a)天氣現(xiàn)象代碼,(b)粒子尺度譜

4 結(jié)論與討論

利用2018年1—11月南京市氣象局在江寧布設(shè)的降水現(xiàn)象儀和人工觀測(cè)資料，分析了不同季節(jié)以及典型降水過(guò)程以及討論了南京本地雨滴譜式降水現(xiàn)象儀對(duì)不同降水現(xiàn)象的測(cè)量性能，為提高降水現(xiàn)象儀的測(cè)量性能、推動(dòng)其在地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)的應(yīng)用提供基本參考。

(1)雨滴譜式降水現(xiàn)象儀與人工觀測(cè)在白天和夜間均具有良好的一致性，但是在降水時(shí)間、降水類型方面存在一定差異。白天人工觀測(cè)的雨、陣雨、雪、雨夾雪的時(shí)間均明顯高于儀器觀測(cè)的結(jié)果。主要原因在于:①人工觀測(cè)忽略了降水間隙，導(dǎo)致了降水時(shí)間的高估；②儀器觀測(cè)有時(shí)會(huì)漏掉極微量降雨，導(dǎo)致了降水時(shí)間的低估。

(2)夜間人工觀測(cè)的天氣現(xiàn)象種類較少，有時(shí)會(huì)忽略掉個(gè)別時(shí)次的毛毛雨或雨。儀器仍然能對(duì)降水現(xiàn)象保持高時(shí)間分辨率的監(jiān)測(cè)，儀器觀測(cè)的毛毛雨、陣雨、雨、雪和霰的結(jié)果均高于人工觀測(cè)的結(jié)果，但可能會(huì)把降雨誤判為霰，降雨和霰的判別算法或區(qū)分閾值有待改進(jìn)。

(3)總體而言，人工觀測(cè)的降水現(xiàn)象分類較粗，會(huì)忽略降水的精細(xì)變化，而儀器能夠獲取并根據(jù)降水粒子的直徑—速度關(guān)系對(duì)降水類型進(jìn)行判斷，能夠靈敏檢測(cè)到降雨的短時(shí)變化、毛毛雨和雨的轉(zhuǎn)換、降雨和降雪的轉(zhuǎn)換等。儀器未觀測(cè)到陣雨、雨夾雪等，說(shuō)明降水現(xiàn)象的判別算法仍需改進(jìn)。