学校：宁波市海曙外国语学校（五江口校区）
班级：301班
学生：周璟程
指导教师：顾勤华
缘 起
科学课上，我们进行了一分钟的模拟降雨实验。
我想知道：一场真实的降雨降水量有多少？
不同形状的雨量器测出的结果也会不同吗？
口径大小对测量结果有没有影响？
查阅了天气预报，发现近期有且只有一个下雨天，赶紧行动起！
实验准备
工具准备
- 美工刀
- 透明胶
- 剪刀
- 尺子
- 白纸
- 不同形状的容器：圆柱体、长方体以及圆台体。
制作雨量器
- 以毫米为单位，在白纸上画出雨量器所需要的刻度尺。
- 用剪刀把刻度尺剪下来，粘在容器上。
- 给四个雨量器做编号。
有两个细节需要注意⚠️
1.刻度零要与容器接水底部对齐。
2.雨水打湿刻度尺会晕染字迹，需要用宽透明胶覆盖刻度尺。
4个雨量器都制作完成了✅
放置雨量器
草地凹凸不平，不适合直接放置雨量器。
我选择了小区里平坦、开阔、上方没有遮挡的地面放置雨量器。
天气预报说半夜开始下雨，我从没有这样期待下雨呢！
为防止实验被破坏，我准备了一块说明牌。
实验结果
半夜听到雨声，真的下雨了。
第二天上学前，我特意去看了雨量器：
每一个都接到了雨水。
4个雨量器的测量结果
1号和3号的测量结果基本一致，都是14mm。
2号数值最底，水平面在刻度7mm，仅仅是前两者的一半。
4号数值最高，测量结果达到了18mm。
究竟哪个雨量器测试结果才是准确的呢？
我需要仔细观察和进一步的思考。
思考与收获
思考一：什么形状的雨量器更科学？
1号雨量器是长方体，3号是圆柱体（外壳多边形，内部是圆柱体）。
这两个雨量器测量结果基本一致，我想它们一定有相同点。
将两个雨量器放在一起，可以看到到两者虽然形状不同，却都是直上直下的直筒。
测量结果差异大的2号容器是圆台体。
圆台体上面小下面大，每一段的体积都不相等，不能用匀称的刻度表来测量。
收获一：雨量器使用“直筒”容器更科学。
思考二：4号是圆柱型，为什么数值偏大呢？
就像照片上显示的：4号底部有一块凸起。
同时，4号重量轻，为防止被风吹倒，我在里面压了一块石头。
就是底部凸起和石头浸在水中的体积增大了4号的测量数据。
而1号和3号容器都是平底，没有凹凸起伏。
为避免底部形态使测量出现误差，“平底”很重要！
收获二：雨量器不仅要“直筒”还要有“平底”。
思考三：容器口径大小影响测量结果吗？
原以为：口径越大，收集的雨水越多，测量到的数据📊越大。
实验结果：口径大的1号不比口径小的3号多，两者数据一样。
反复思考，我发现之前走入了一个“想当然”误区。
大口径的雨量器接触面大，积累的雨水体积更大，这没错。
但雨量器测量的是“高度”而不是“体积”！
把“体积”拿来比较是不对的。
无论什么口径大小，雨量器只看“高度”。
收获三：雨量器口径大小不影响测量结果。
两点新想法
关于提升雨量器的准确度，我还有两点想法。
一是发现这次的材质不论塑料还是玻璃，都有明显的水珠挂壁。
严格说来，这些大大小小的水珠都应该统计进去。
想法一：雨量器应该选用水滴不会挂壁的材质或者结构设计。
雨停后，出太阳了，还有风。
我想敞口的雨量器要是不及时记录数据，
风吹日晒带来的雨水蒸发，也会让数据变小。
想法二：精准的雨量器还应该考虑到防止蒸发。
拓展思考
我的实验成功了吗？
特意找了天气预报来对比。
结果，发现天气预报显示的降水等级是“小雨”。
我的雨量器测得数据是14mm，对照降水等级表，属于“中雨”。
中雨和小雨对不上，这是为什么呢？
因为天气预报说的是整个宁波地区，
我测的仅仅是小区楼下一个点。
同样的时间，海曙在下雨，而北仑可能阴天。
一个地区的雨量计算方法比较复杂，
有算数平均值法、泰森多边形法、等雨量线法三种计算方法。
所以，我测的数据并不能代表整个宁波地区。
另外，我的简易雨量器肯定不如专业工具准确。
那么，专业的气象站雨量器是什么样子？
我很感兴趣。
气象站的雨量器
查阅资料，我知道了气象站的雨量器整体高度多在70cm以上。
底座脚架，既牢牢固定在地面，又加高了高度，
能够防止地面雨水飞溅进入测量筒内。
我的简易雨量器直接放在地上，高度又低，
恐怕接了不少飞溅的水滴💧。
专业雨量器使用光滑的不锈钢，上端的集雨器为漏斗状。
这样的材质和结构可不就能减少水滴挂壁，提升精准度吗？🤭
漏斗还可以避免集雨器大面积暴露导致水蒸发引起的测量误差。
我的两点想法都在专业雨量器上找到答案了。
网上搜到的储水器都是直上直下的平底容器！
储水器透明并带有刻度，刻度精确到毫米。
把储水器放在外筒中，可以避免风大等外力导致储水器倾倒。
这可比我拿块石头压住可靠多了。
现在还有各种新式雨量器，读数更方便、准确、快捷。
看来雨量器原理简单，要做到尽善尽美也并不容易，
要完善细节，要运用新技术，才能不断优化升级。
小结
这次的实验过程虽然简单，但是思考和收获不少。
另外，我还查阅资料，得到了新的知识。
总的来说收获满满！
实验过程中，还拍到一只雨后出来觅食的黄鼠狼，真有趣😁