Lượng mưa được đo và tính như thế nào?

1. Khái niệm về lượng mưa

Lượng mưa là chiều dày của lớp nước mưa tại một địa điểm nào đó. (Không để bị thấm xuống đất và bị bốc hơi).

Ví dụ: Lấy một dụng cụ có hình trụ, đặt ở ngoài trời để đo lượng mưa thì chiều dày của lớp nước mưa đo được trong dụng cụ đo đó chính là lượng mưa. (Dụng cụ đo có chiều cao tương đối cao, không để nước mưa trong dụng cụ đo văng ra ngoài, cũng không để nước mưa ở dưới đất văng vào dụng cụ đo và trên cao không bị che chắn).

Ví dụ:
- Lớp nước mưa trong dụng cụ đo dày 1,5cm, có nghĩa là lượng mưa 15mm.
- Lớp nước mưa trong dụng cụ đo dày 5cm, có nghĩa là lượng mưa 50mm.

2. Đơn vị của lượng mưa

Đơn vị của lượng mưa thường được sử dụng là milimet (mm) và tính số lẻ đến 0,1mm.

3. Dụng cụ đo lượng mưa

Dụng cụ đo mưa hay còn gọi là vũ lượng kế hoặc vũ kế là một dụng cụ được dùng bởi các nhà khí tượng học và thủy văn học để đo lượng mưa trong một khoảng thời gian. Hầu hết các dụng cụ đo mưa được đo bằng đơn vị milimét. Lượng mưa đôi khi được báo cáo bằng centimét hay inch.

Các loại dụng cụ đo gồm các loại có một ống chia độ, máy đo khối lượng, máy đo nhỏ giọt và một ống gom được gắn vào. Mỗi loại có những ưu điểm và khuyết điểm riêng trong việc nhận thông tin về mưa.

Các dụng cụ đo mưa cũng có những giới hạn của nó. Thí dụ trong trường hợp bão nhiệt đới, thì việc đo mưa hầu như không thể thực hiện hoặc cho kết quả không chính xác (giả sử rằng thiết bị không bị ảnh hưởng do bão) do gió quá mạnh. Mặt khác, dụng cụ đo mưa chỉ cho kết quả trong một khu vực nhỏ. Một trở ngại nữa là khi thời tiết lạnh, nhiệt độ giảm xuống dưới 0 °C. Khi đó, nước hoặc tuyết sẽ bị đóng băng và không thể chảy vào phễu thu.

Dụng cụ đo mưa có thể được đọc một cách thủ công hoặc tự động bằng trạm quan trắc tự động. Tần suất đọc thông tin phụ thuộc vào yêu cầu của cơ quan khí tượng. Dụng cụ đo mưa, cũng như các dụng cụ thời tiết khác phải được đặt xa các công trình để đảm bảo độ chính xác.

Có rất nhiều loại dụng cụ đo mưa, có thể tạm phân loại dụng cụ đo mưa như sau:
- Vũ lượng kế đơn giản;
- Vũ lượng kế tự ghi;
- Vũ lượng kế tự động.

Hiện nay, người ta thường sử dụng các loại vũ lượng kế sau:

3.1. Vũ lượng kế đơn giản

Nguyên lý đo: đo thủ công (người đo trực tiếp).
Dụng cụ chính gồm: thùng đo mưa và cốc đo mưa.

a. Thùng đo mưa

Vũ lượng kế đơn giản nhất và được sử dụng phổ biến nhất là thùng đo mưa.
Thùng đo mưa làm bằng tôn, gồm hai ngăn, được thông nhau bằng một cái phễu hình nón, có tác dụng làm giảm sự bốc hơi. Thùng có nắp để đậy khi thay thùng lúc quan trắc.
- Diện tích miệng thùng đo mưa: 200cm².
- Chiều cao thùng đo mưa: 40cm.
- Miệng thùng đo mưa đặt cách mặt đất: 1,5m.
- Thùng đo mưa phải đặt cách xa các vật cản như nhà cửa, cây cối từ 3 lần đến 4 lần chiều cao của vật cản.
Miệng thùng đo mưa hình tròn. Vì vậy, đường kính miệng thùng đo mưa có chiều dài xấp xỉ 16 cm.
 
b. Cốc đo mưa

Khi đo lượng mưa, người ta không đo trực tiếp trong thùng đo mưa mà dùng cốc đo mưa để đo lượng mưa (có một phần tác dụng là phóng đại lớp nước mưa nhằm làm giảm sai số đo).

Có 2 loại cốc đo mưa phổ biến trên thị trường hiện nay là P200 và P500.

Loại cốc đo mưa thường được sử dụng nhất là cốc đo mưa P200 (Loại cốc đo dành cho thùng đo mưa có diện tích miệng thùng S = 200cm2).

Cốc đo mưa được làm bằng thủy tinh. Diện tích miệng cốc đo mưa P200 là 10cm2, chiều cao để đo của cốc là 20cm. Trên cốc đo mưa được khắc thành 100 vạch nhỏ, mỗi vạch nhỏ có thể tích nước là 2cm3, tương ứng với thể tích lớp nước có chiều dày 0,1mm của thùng đo mưa.
 
3.2. Vũ lượng kế tự ghi

Nguyên lý hoạt động: chao lật, cảm ứng từ và tự ghi lượng mưa trên giản đồ.
Các loại vũ lượng kế tự ghi hiện nay thường được sử dụng là SL3, SL1, SL 3-1.
Lượng mưa được ghi lại trên giản đồ và sau đó được quy toán để biết lượng mưa.
 
3.3. Vũ lượng kế tự động

Nguyên lý hoạt động: chao lật và tự động ghi lượng mưa trên các thiết bị điện tử (Thường được đo kết hợp với các yếu tố khí tượng khác).

Tự ghi lượng mưa, lưu lại trong bộ nhớ và khi cần thì truy xuất dữ liệu mưa bằng các phần mềm chuyên dụng.
 
4. Cách đo mưa thủ công

- Đến giờ quan trắc, mang thùng dự trữ thay cho thùng đang đo, đậy nắp thùng đang đo và đem vào phòng làm việc để đo. Trường hợp mưa to, đo ngay sau khi mưa hoặc trong khi mưa. Những ngày trời nắng, để tránh sự bốc hơi, nên đo ngay sau khi tạnh mưa.
- Nếu lượng mưa < 10mm chỉ đo 1 lần, nếu > 10mm thì phải đo nhiều lần (vì mỗi cốc đo P200 chỉ đo được 10mm nước mưa). Khi đo mở nắp thùng, nghiêng thùng đổ nước vào cốc đo mưa và đọc chính xác đến 0,1mm. 
- Khi đọc, phải đưa mực nước trong cốc đo ngang tầm mắt của quan trắc viên. 
- Ghi lượng mưa quan trắc được vào sổ đo mưa.

5. Tính lượng mưa
5.1. Lượng mưa ngày

Lượng mưa ngày được tính từ 19h ngày hôm trước đến 19h ngày hôm sau.

5.2. Lượng mưa trận

Lượng mưa trận được tính từ đầu trận mưa đến khi kết thúc trận mưa.

5.3. Lượng mưa đợt

Lượng mưa đợt được tính từ đầu đợt mưa đến khi kết thúc đợt mưa.

6. Chế độ đo mưa

Hàng ngày đo mưa 2 lần vào lúc 7 h và 19 h. Và tùy theo từng yêu cầu cụ thể, có thể đo mưa nhiều lần trong ngày.
Tuy nhiên, phải đảm bảo không để nước mưa đầy thùng thoát ra ngoài. Sau khi tạnh mưa, nếu trời nắng phải đo ngay (để tránh bị bốc hơi).

7. Ghi chép số liệu mưa

- Hàng ngày phải ghi chép số liệu mưa đo được vào sổ ghi lượng mưa.
- Đơn vị để tính lượng mưa là milimét và tính số lẻ đến 0,1 mm.
- Khi đo mưa, nếu thùng khô thì ghi vào sổ bằng một gạch ngang ngắn  (-);
- Khi đo mưa, nếu có mưa nhỏ nhưng trong thùng vẫn không có nước thì ghi vào sổ bằng 2 số 0 liền nhau ở giữa có dấu phẩy (0,0).
- Lượng mưa đo lúc 7 h ghi vào cột mưa đêm.
- Lượng mưa đo lúc 19 h ghi vào cột mưa ngày.
- Cuối ngày phải ghi tổng lượng mưa ngày;
- Cuối tuần (10 ngày) và cuối tháng phải ghi tổng lượng mưa tuần và tháng.