第一章-天氣圖基本分析方法課件

1、第一章 天氣圖基本分析方法向衛(wèi)國(guó)1什么是天氣圖？天氣圖是填有各地同一時(shí)間氣象觀測(cè)記錄的特種地圖，它描述了某一瞬間某一區(qū)域的天氣情況。2天氣圖是制作天氣預(yù)報(bào)的基本工具之一對(duì)天氣圖的連續(xù)分析和研究，就可獲得天氣過(guò)程發(fā)展的規(guī)律，從而作出天氣預(yù)報(bào)。3天氣圖的分類地面天氣圖 (簡(jiǎn)稱地面圖)等壓面圖 (簡(jiǎn)稱高空?qǐng)D)輔助圖表：剖面圖單站高空風(fēng)分析圖溫度一對(duì)數(shù)壓力圖等。4天氣分析與預(yù)報(bào)在進(jìn)行天氣分析時(shí)，依據(jù)天氣圖上的氣象觀測(cè)資料，運(yùn)用天氣學(xué)原理，分析各種天氣現(xiàn)象和天氣系統(tǒng)的演變過(guò)程，從而掌握它的發(fā)展規(guī)律。只有對(duì)天氣形勢(shì)作出正確的分析后，才有可能作出正確的天氣預(yù)報(bào)。51.1 天氣圖底圖天氣圖底圖是用來(lái)填寫各地氣

2、象站觀測(cè)記錄的特種空白地圖。天氣圖底圖上標(biāo)繪有經(jīng)緯度、海陸分布、地形等，以便分析時(shí)考慮下墊面對(duì)天氣的影響。底圖上還標(biāo)有氣象站的區(qū)號(hào)、站號(hào)和主要城市名稱，供填圖和預(yù)報(bào)時(shí)使用。底圖上的范圍和比例尺的大小主要根據(jù)天氣分析內(nèi)容、預(yù)報(bào)時(shí)效、季節(jié)和地區(qū)等而定。本節(jié)將簡(jiǎn)單地介紹天氣圖底圖投影的有關(guān)知識(shí)。6一、地圖的投影地球是一個(gè)橢球體：長(zhǎng)軸半徑長(zhǎng)6378.2km，短軸半徑長(zhǎng)6356.9km，相差0.3，可以近似地看做是圓球體。把具有球形的地球表面情況表現(xiàn)在平面上，必須要有專門的投影技術(shù)。我們將地球上的經(jīng)、緯線及海岸線在平面上表示出來(lái)的方法叫做地圖投影。7選擇地圖投影方法時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：正形：即在每一點(diǎn)

3、上，經(jīng)圈及緯圈的縮尺一樣，地球上兩交線間的交角也保持不變，這樣可保持地區(qū)的形狀。等面積：即各區(qū)域的縮尺一樣，因而在底圖上的任一區(qū)域的面積，都與實(shí)際地球表面該區(qū)域的面積有一定比例關(guān)系，但形狀和方向有差異。正向：即保持方向準(zhǔn)確，各區(qū)域經(jīng)緯線都正交。8以上幾點(diǎn)之中，在天氣分析上主要考慮正向和正形，因?yàn)檫@樣可以保證圖上風(fēng)向的準(zhǔn)確以及氣壓系統(tǒng)的形狀和移動(dòng)方向與實(shí)際相同。9常用的天氣圖底圖有三種：(一) 蘭勃特(Lambert)正形圓錐投影(二) 極射赤面投影(三) 墨卡托(Mercator)投影10(一) 蘭勃特(Lambert)正形圓錐投影這種投影法也稱雙標(biāo)準(zhǔn)緯線圓錐投影法是將平面圖紙卷成圓錐形，與地

4、球儀的30和60緯圈相割，并把光源置于地球中心(圖1.1中的O點(diǎn))，雙標(biāo)準(zhǔn)緯圈圓錐投影法11(一) 蘭勃特(Lambert)正形圓錐投影（續(xù)）將經(jīng)緯線及地形投影到圓錐形的圖紙上，然后將圖紙展開(kāi)成扇形，再加適當(dāng)訂正，即得蘭勃特投影圖(圖12)。蘭勃特投影圖12(一) 蘭勃特(Lambert)正形圓錐投影（續(xù)）在這種投影圖上，經(jīng)線呈放射形直線，緯線呈同心圓弧，相割的兩緯圈(30和60)的長(zhǎng)度與地球儀上對(duì)應(yīng)處的實(shí)際長(zhǎng)度相符，稱為標(biāo)準(zhǔn)緯線。在兩標(biāo)準(zhǔn)緯線之內(nèi)各緯圈的長(zhǎng)度相應(yīng)地縮小了。而在兩標(biāo)準(zhǔn)緯線之外各緯圈的長(zhǎng)度則相應(yīng)地放大了。這種圖的中緯度部分基本滿足正向和正形的要求，因此，最適用于作中緯度地區(qū)的天氣

5、圖。歐亞高空?qǐng)D和地面圖一般都采用這種投影。131415(二) 極射赤面投影這種投影方法是將光源置于南極S，平面圖紙MN與北緯60 相交割，把地球表面上各點(diǎn)投影在此平面圖紙上。16(二) 極射赤面投影（續(xù)）例如球面上A、B、C、D四點(diǎn)分別投影到平面MN上A、B、C 、D的位置上，用這種投影法作成的地圖，其經(jīng)線為一組由北極向赤道發(fā)出的放射形直線，緯線為一組圍繞北極的同心圓(圖1.3)。圖1.3 極射赤面投影法17(二) 極射赤面投影（續(xù)）這種投影保持正向和正形，但放大率隨緯度的不同而不同。緯度愈低，放大率愈大。這種圖表現(xiàn)高緯度地區(qū)比較真實(shí)，一般用作北半球天氣圖和極地天氣圖。18圖1.4 極射赤面投

6、影北半球圖19(三) 墨卡托(Mercator)投影這種投影方法如圖1.5所示，用一圓筒面與南北緯度22.5圈相交，光源放在地球中心進(jìn)行投影。把圓筒展開(kāi)便作成一張地圖。圖1.5 墨卡托投影法20(三) 墨卡托(Mercator)投影（續(xù)）在這種地圖上經(jīng)、緯線都是以直線表示的。由于在低緯地區(qū)用這種投影與實(shí)況較為接近，而在高緯地區(qū)投影面積放大倍數(shù)太大。所以這種圖主要適用于作赤道或低緯地區(qū)的天氣圖底圖(圖1.6)。圖1.6 墨卡托投影圖21放大系數(shù)在天氣圖上作各種物理量計(jì)算時(shí)，常要考慮地圖投影法的放大率(或放大系數(shù))。從天氣學(xué)的要求考慮，希望放大系數(shù)能近于1。為了便于參考，我們把各種投影法的放大系數(shù)

7、m值列于表1.1中。2223二、地圖比例尺地圖上兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度與地表上相應(yīng)兩點(diǎn)間的實(shí)際長(zhǎng)度之比，叫做比例尺，或稱縮尺。24二、地圖比例尺（續(xù)）其表示法主要有：比例式如 1:10000000 即地圖上的1cm相當(dāng)于實(shí)際100km。圖解式斜線圖解尺 或稱復(fù)式圖解尺如圖1.7所示25二、地圖比例尺（續(xù)）由于蘭勃特正形圓錐投影圖在各緯度上放大率是不同的，故需用復(fù)式圖解尺表示其縮尺。其特點(diǎn)就是對(duì)不同的緯度用不同的縮尺來(lái)表示，使用時(shí)必須注意與緯度配合，才能正確表示出實(shí)際距離。在我國(guó)常用的天氣圖上有時(shí)同時(shí)用1和3兩種表示法標(biāo)出。26二、地圖比例尺（續(xù)）天氣圖底圖縮尺的大小與所要分析的天氣客體的規(guī)模和底圖范圍有

8、關(guān)。小縮尺的底圖適宜于研究大規(guī)模的天氣客體，大縮尺的底圖只適宜于研究規(guī)模小的天氣客體。對(duì)于我們研究大規(guī)模的天氣客體來(lái)說(shuō)，地圖縮尺一般為千萬(wàn)分之一到幾千萬(wàn)分之一。27二、地圖比例尺（續(xù)）我國(guó)目前所用的東亞天氣圖的縮尺為1:10000000，即圖上1cm相當(dāng)于實(shí)際100km；歐亞天氣圖的縮尺為1:20000000，即圖上1cm相當(dāng)于實(shí)際200km；北半球天氣圖的縮尺為1:30000000，即圖上1cm相當(dāng)于實(shí)際300km。28二、地圖比例尺（續(xù)）關(guān)于底圖范圍大小的選擇，主要視預(yù)報(bào)的時(shí)效和季節(jié)而定，如用作中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)的底圖范圍就應(yīng)該大一些，甚至需要整個(gè)北半球天氣圖。在冬半年，高緯大氣活動(dòng)(如寒潮的

9、侵襲)對(duì)我國(guó)影響較大，故底圖范圍應(yīng)包括極地或極地的一部分；在夏半年，低緯度和太平洋上的大氣活動(dòng)(如臺(tái)風(fēng)、副熱帶高壓)對(duì)我國(guó)影響較大，故底圖上低緯度和太平洋區(qū)域應(yīng)多占些面積。29二、地圖比例尺（續(xù)）處于中緯度地帶的我國(guó)，主要受西風(fēng)帶的天氣系統(tǒng)影響和控制。為了預(yù)先察覺(jué)從西邊或西北邊來(lái)的天氣系統(tǒng)的侵入，底圖的范圍應(yīng)盡量包括我國(guó)西部或西北部地區(qū)。301.2 地面天氣圖分析地面天氣圖是填寫氣象觀測(cè)項(xiàng)目最多的一種天氣圖。它填有地面各種氣象要素和天氣現(xiàn)象，如氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、海平面氣壓和雨、雪、霧等等；還填有一些能反映空中氣象要素的記錄，如云高、云狀等；既有當(dāng)時(shí)的記錄，又有一些能反映短期內(nèi)天氣演變實(shí)況

10、及趨勢(shì)的記錄，如三小時(shí)變壓、氣壓傾向等。311.2 地面天氣圖分析（續(xù)）因此，地面天氣圖在天氣分析和預(yù)報(bào)中是一種很重要的工具。 地面天氣圖的分析項(xiàng)目：海平面氣壓場(chǎng)、三小時(shí)變壓場(chǎng)、天氣現(xiàn)象、鋒。32一、海平面氣壓場(chǎng)的分析氣壓的分布稱為氣壓場(chǎng)。海平面上的氣壓分布稱為海平面氣壓場(chǎng)。氣壓的三度空間分布(簡(jiǎn)稱空間分布，包括水平和垂直的分布)稱為空間氣壓場(chǎng)。其它氣象要素場(chǎng)的概念與此相同。33一、海平面氣壓場(chǎng)的分析（續(xù)）海平面氣壓場(chǎng)分析就是在地面圖上繪制等壓線，即把氣壓數(shù)值相等的各點(diǎn)連成線。繪制等壓線后，就能夠清楚地看出氣壓在海平面上的分布情況。34(一) 等值線分析原則等壓線是等值線的一種，具有各種等值線

11、分析的共同規(guī)律。圖1.8是一張海平面上的等壓線分布圖。35圖1.8 海平面等壓線圖36(一) 等值線分析原則（續(xù)）從圖中等壓線的特點(diǎn)可以看出，等值線分析要遵守下述幾個(gè)基本規(guī)則，掌握了這些規(guī)則，就可正確地分析各種氣象要素的等值線。37(一) 等值線分析原則（續(xù)）同一條等值線上要素值處處相等。這就是說(shuō)，分析時(shí)必須使等值線通過(guò)同一要素值相等的測(cè)站。等值線一側(cè)的數(shù)值必須高于另一側(cè)的數(shù)值。這就是說(shuō)，分析時(shí)等值線應(yīng)在一個(gè)高于等值線數(shù)值的測(cè)站和一個(gè)低于等值線數(shù)值的測(cè)站之間通過(guò)。而不能在都高于(或都低于)等值線數(shù)值的兩個(gè)測(cè)站之間通過(guò)。38(一) 等值線分析原則（續(xù)）等值線不能相交，不能分枝，不能在圖中中斷。3

12、9(一) 等值線分析原則（續(xù)）如在圖1.9(a)中，如果二根數(shù)值不等的等值線F1和F2相交，則交點(diǎn)A上就出現(xiàn)兩個(gè)數(shù)值，這是不可能的。因?yàn)锳點(diǎn)上，只能有一個(gè)數(shù)值，其數(shù)值或者為F1，或者為F2。40(一) 等值線分析原則（續(xù)）又如在圖1.9(b)中，如果兩根數(shù)值都是F1的等值線相交，則甲區(qū)和乙區(qū)的數(shù)值，對(duì)一根等值線來(lái)說(shuō)應(yīng)大于F1，而對(duì)另一根等值線來(lái)說(shuō)卻應(yīng)小于F1，這是不可能的。41(一) 等值線分析原則（續(xù)）同樣，在圖1.9(c)中，當(dāng)?shù)戎稻€分枝時(shí)在乙區(qū)既大于F1又小于F1，這也是不可能的。42(一) 等值線分析原則（續(xù)）相鄰兩根等值線的數(shù)值必須是連續(xù)的，即其數(shù)值或者相等，或只差一個(gè)間隔。這是因?yàn)?/p>

13、各種要素場(chǎng)的分布都是連續(xù)的。在高值區(qū)和低值區(qū)之間，相鄰等值線的數(shù)值是順序遞減的，兩者只差一個(gè)間隔。43(一) 等值線分析原則（續(xù)）如果兩條相鄰等值線的差為兩個(gè)間隔，則說(shuō)明在這兩條等值線之間還存在另一條數(shù)值在兩者之間的等值線。在兩個(gè)高值區(qū)域或兩個(gè)低值區(qū)域之間，則必有兩根相鄰的等值線，其數(shù)值是相等的等值線兩邊同高、低，并且這兩條等值線的數(shù)值在兩個(gè)高值區(qū)之間必須是最低值，在兩個(gè)低值區(qū)之間，必須是最高值。如果兩者數(shù)值不等，則必存在另一等值線，使其數(shù)值相等。44(一) 等值線分析原則（續(xù)）如圖1.10中的A區(qū)，對(duì)左邊的等值線F+凹而言，A區(qū)的數(shù)值應(yīng)小于F+F，因此A區(qū)和右邊的等值線F+2F之間必定還有另

14、一根數(shù)值為F+F的等值線。45(一) 等值線分析原則（續(xù)）以上這四條規(guī)則是繪制等值線的基本規(guī)則，必須嚴(yán)格遵守，在任何時(shí)候不能違反，否則將犯原則性錯(cuò)誤，因此必須反復(fù)練習(xí)，熟練掌握。46(一) 等值線分析原則（續(xù)）作為等值線的一種特殊形式的等壓線，在分析的時(shí)候，除了應(yīng)符合上述分析原則外，還必須遵循地轉(zhuǎn)風(fēng)關(guān)系，即等壓線和風(fēng)向平行。在北半球，觀測(cè)者“背風(fēng)而立，低壓在左，高壓在右”。47(一) 等值線分析原則（續(xù)）但由于地面摩擦作用，風(fēng)向與等壓線有一定的交角，即風(fēng)從等壓線的高壓一側(cè)吹向低壓一側(cè)，風(fēng)向和等壓線的交角，在海洋上一般為15度，在陸地平原地區(qū)約為30度(圖1.11)。但在我國(guó)西部及西南地區(qū)大部分

15、為山地和高原的情況下，由于地形復(fù)雜，地轉(zhuǎn)風(fēng)關(guān)系常常得不到滿足。48圖1.11 等壓線與風(fēng)的關(guān)系49(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)等壓線用黑色鉛筆繪制（2B鉛筆）。等壓線一般應(yīng)保持平滑，除非有可靠的記錄外，應(yīng)避免不規(guī)則的小彎曲和突然的曲折(但通過(guò)不連續(xù)線時(shí)例外)。等壓線的分布從疏到密或從平直到彎曲之間的變化，必須逐漸過(guò)渡。只有在等壓線很稀疏的地區(qū)(如低緯度及中緯度的夏季)，并有可靠的記錄作根據(jù)時(shí)，才可分析局部的小彎曲。50(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）圖1.12是繪制等壓線的實(shí)例其中虛線繪制得不正確，有很多小彎曲，等壓線的曲率和疏密分布也沒(méi)有規(guī)律。實(shí)線為正確地繪制的等壓線。51圖1.12

16、等壓線畫法52(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）相鄰兩站間氣壓變化比較均勻時(shí)，等壓線的位置可用內(nèi)插法確定。在風(fēng)速大的地區(qū)，等壓線可分析得密集一些；風(fēng)速小的地區(qū)，等壓線可分析得稀疏一些。根據(jù)梯度風(fēng)的原則，在低壓區(qū)，等壓線可分析得密集一些；在高壓區(qū)，分析得稀疏些，在高壓中心附近基本上應(yīng)是均壓區(qū)。53(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）兩條數(shù)值相等的等壓線，要盡量避免互相平行并相距很近。 54(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）如圖1.13所示的情況，在沒(méi)有確實(shí)可靠的記錄為依據(jù)時(shí)，應(yīng)盡可能繪制成實(shí)線所示的形式。其原因是一般情況下，大范圍的空氣運(yùn)動(dòng)，不可能構(gòu)成很大的風(fēng)切變現(xiàn)象。55(二) 繪制等壓線

17、時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）繪制等壓線時(shí)，應(yīng)盡可能地參考風(fēng)的記錄。56(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）圖1.14(b)因?yàn)闆](méi)有參考風(fēng)的記錄，結(jié)果把鞍形場(chǎng)錯(cuò)誤地分析成一個(gè)低壓區(qū)。57(二) 繪制等壓線時(shí)的注意事項(xiàng)（續(xù)）其正確的分析應(yīng)如圖1.14(a)所示。58等壓線通過(guò)鋒面時(shí)，必須有明顯的折角，或?yàn)闅庑郧实耐蝗辉黾?，而且折角指向高壓一?cè)。59初學(xué)者往往容易犯把折角指向低壓一側(cè)的錯(cuò)誤，如圖1.15所示，希密切注意。60此外，等壓線的暖鋒前有比較明顯的氣旋性彎曲，冷鋒后有明顯的反氣旋性彎曲。圖1.16為等壓線通過(guò)鋒面時(shí)的幾種常見(jiàn)形式。61圖1.16 等壓線通過(guò)鋒面的正確畫法62(三) 繪制等壓線的技術(shù)

18、規(guī)定實(shí)際中繪制等壓線，應(yīng)遵守下列規(guī)定：在亞洲、東亞、中國(guó)區(qū)域地面天氣圖上，等壓線每隔2.5hPa畫一條(在冬季氣壓梯度很大時(shí)，也可以每隔5hPa畫一條)，其等壓線的數(shù)值規(guī)定為：997.5，1000.0，1002.5，1005.0hPa等，其余依此類推。在北半球、亞歐地面天氣圖上，則每隔5hPa畫一條，規(guī)定繪制1000，1005，1010hPa等壓線，其余依此類推。63(三) 繪制等壓線的技術(shù)規(guī)定（續(xù)）在地面天氣圖上等壓線應(yīng)畫到圖邊，否則應(yīng)閉合起來(lái)。在沒(méi)有記錄的地區(qū)可作例外，但應(yīng)將各條并列的等壓線末端排列整齊，落在一定的經(jīng)線或緯線上。在非閉合的等壓線兩端應(yīng)標(biāo)注等壓線的百帕數(shù)值。如等壓線是閉合的，

19、則在等壓線的上端開(kāi)一小缺口，在缺口中間標(biāo)注百帕數(shù)值，這數(shù)值要標(biāo)注得與緯線平行。64(三) 繪制等壓線的技術(shù)規(guī)定（續(xù)）在低壓中心用紅色鉛筆注“低”(或“D”)，代表低壓，高壓中心用藍(lán)色鉛筆注“高”(或“G”)，代表高壓，在臺(tái)風(fēng)中心用紅色鉛筆注“ ”，代表臺(tái)風(fēng)。上述符號(hào)大小應(yīng)視最內(nèi)一條閉合等壓線的范圍來(lái)決定。65(三) 繪制等壓線的技術(shù)規(guī)定（續(xù)）標(biāo)注高低壓中心的符號(hào)時(shí)要注意幾點(diǎn)：高、低壓中心的符號(hào)應(yīng)標(biāo)注在氣壓數(shù)值最高或最低的地方。在有風(fēng)向記錄時(shí)，高壓中心符號(hào)應(yīng)標(biāo)注在氣壓記錄數(shù)值最高測(cè)站的右側(cè)(背風(fēng)而立時(shí))，低壓中心符號(hào)應(yīng)標(biāo)注在氣壓記錄數(shù)值最低的測(cè)站的左側(cè)(背風(fēng)而立時(shí))。離開(kāi)的距離看風(fēng)速大小而定。風(fēng)

20、速大，可離的遠(yuǎn)一些，風(fēng)速小，則可靠的近些。其原因是，對(duì)高壓而言，在最高氣壓數(shù)值測(cè)站的右側(cè)地區(qū)的氣壓應(yīng)比該測(cè)站的氣壓更高。對(duì)低壓而言，在最低氣壓數(shù)值測(cè)站的左側(cè)地區(qū)的氣壓應(yīng)比該測(cè)站的氣壓更低。66(三) 繪制等壓線的技術(shù)規(guī)定（續(xù)）高低壓中心的符號(hào)還要標(biāo)注在反氣旋式或氣旋式流場(chǎng)的中心，而不一定標(biāo)注在最內(nèi)一條閉合等壓線的幾何中心處。如果在最內(nèi)一條閉合等壓線的范圍內(nèi)，流場(chǎng)有兩個(gè)甚至三個(gè)中心時(shí)，則應(yīng)標(biāo)注兩個(gè)或三個(gè)中心。在相鄰兩站的風(fēng)向相反時(shí)，可確定這兩站中間有一氣旋或反氣旋流場(chǎng)的中心。如果沒(méi)有相反風(fēng)向的測(cè)站時(shí)，則需要有三個(gè)風(fēng)向不同的測(cè)站，才能確定一個(gè)氣旋或反氣旋流場(chǎng)的中心。67(三) 繪制等壓線的技術(shù)規(guī)定

21、（續(xù)）高低壓中心確定后，在“高”和“低”符號(hào)的下方，應(yīng)根據(jù)可靠的氣壓記錄標(biāo)明氣壓系統(tǒng)的中心數(shù)值。氣壓中心數(shù)值要用黑色鉛筆標(biāo)注百帕整數(shù)值。高壓中心的數(shù)值用最高氣壓記錄，小數(shù)進(jìn)為整數(shù)。低壓中心數(shù)值用最低氣壓記錄，小數(shù)可略去。如高壓最高記錄為1023.1hPa，則高壓中心標(biāo)注1024；如低壓氣壓記錄為1011.8hPa，則低壓中心標(biāo)注1011。68(三) 繪制等壓線的技術(shù)規(guī)定（續(xù)）如果用來(lái)作為確定氣壓系統(tǒng)中心數(shù)值的氣壓記錄不可靠時(shí)，或是氣壓系統(tǒng)中沒(méi)有記錄，則氣壓中心的百帕數(shù)值應(yīng)適當(dāng)?shù)匕礆鈮禾荻鹊姆植技霸撓到y(tǒng)前一時(shí)刻的中心數(shù)值來(lái)估計(jì)。69(四) 繪制等壓線的步驟第一步：觀察在畫等壓線前，首先要對(duì)整個(gè)圖

22、上的氣壓和風(fēng)作一全面觀察，找出高壓和低壓區(qū)域的大致范圍。在風(fēng)向記錄呈氣旋式環(huán)流的地區(qū)一定是低壓區(qū)，呈反氣旋式環(huán)流的地區(qū)一定是高壓區(qū)。70(四) 繪制等壓線的步驟（續(xù)）第二步 起草勾畫出高壓和低壓的形勢(shì)。其方法是，首先從記錄比較多和比較可靠的地區(qū)開(kāi)始分析；其次，勾畫等壓線時(shí)要自東向西和自北向南畫，以免在勾畫時(shí)，圖上記錄被手擋住。注意在畫等壓線時(shí)眼睛不要只看著鉛筆尖所指的地方，而要看到筆尖將要移到的較大范圍的記錄，以便確定線條將向何方移動(dòng)，減少畫時(shí)的錯(cuò)誤和出現(xiàn)不必要的小彎曲，從而使線條比較光滑。此外，如遇到比較難分析的地區(qū)，可先空著，而將周圍比較容易分析的地區(qū)分析好，然后將它們連成一片。71(四)

23、 繪制等壓線的步驟（續(xù)）第三步 將已分析好的草圖全面檢查，然后描實(shí)。但要注意不要描的過(guò)粗，以醒目而清晰為度。在分析熟練后可不必起草，一次繪成。72(五) 地形等壓線的繪制在山地區(qū)域，有時(shí)由于冷空氣在山的一側(cè)堆積，造成山的兩側(cè)氣壓差異很大，使畫出來(lái)的等壓線有明顯的變形或突然密集，但是在這一帶并無(wú)很大的風(fēng)速與此相適應(yīng)。為了說(shuō)明這種現(xiàn)象是由于山脈所造成的，將這里的等壓線畫成鋸齒形(圖1.17)，并稱這樣的等壓線為地形等壓線。73圖1.17 地形等壓線的幾種常見(jiàn)形式74(五) 地形等壓線的繪制（續(xù)）我國(guó)最常見(jiàn)的地形等壓線是天山地形等壓線。當(dāng)冷空氣從天山以北下來(lái)時(shí)，受天山阻擋大量積聚在天山以北，而不能立

24、即到達(dá)天山以南地區(qū)，故天山南北兩側(cè)氣壓差別很大，在地面圖上即可分析出地形等壓線，如圖1.18。我國(guó)常出現(xiàn)地形等壓線的地區(qū)還有帕米爾、祁連山、長(zhǎng)白山和臺(tái)灣等地。75圖1.18 我國(guó)天山附近地形等壓線實(shí)例76(五) 地形等壓線的繪制（續(xù)）繪制地形等壓線時(shí)，首先要注意：當(dāng)?shù)匦蔚葔壕€很擁擠時(shí)，可把幾根等壓線用鋸街狀線連接起來(lái)，但數(shù)根等壓線不能相交于一點(diǎn)，而且要進(jìn)出有序，兩側(cè)條數(shù)相等(圖1.17b)。其次，地形等壓線要畫在山的迎風(fēng)面或冷空氣一側(cè)。此外，還要注意地形的特點(diǎn)和冷空氣的活動(dòng)情況。地形等壓線要與山脈的走向平行，不能橫穿山脈。77(六) 氣壓場(chǎng)的基本型式借等壓線分析所顯示出來(lái)的氣壓場(chǎng)有五種基本型式

25、，如圖1.19所示。任一張?zhí)鞖鈭D都是由這五種基本型式構(gòu)成的。78圖1.19 海平面氣壓場(chǎng)79(六) 氣壓場(chǎng)的基本型式（續(xù)）低壓由閉合等壓線構(gòu)成的低氣壓區(qū)，氣壓從中心向外增大，其附近空間等壓面類似下凹的盆地。高壓由閉合等壓線構(gòu)成的高壓區(qū)，氣壓從中心向外減少，其附近空間等壓面類似上凸的山丘。80(六) 氣壓場(chǎng)的基本型式（續(xù)）低壓槽從低壓區(qū)中延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域叫做低壓槽，簡(jiǎn)稱為槽。槽中的氣壓值較兩側(cè)的氣壓要低，槽附近的空間等壓面類似于地形中的山谷。常見(jiàn)的低壓槽一般從北向南伸展，從南伸向北的槽稱為倒槽，從東伸向西的槽稱為橫槽。槽中各條等壓線彎曲最大處的連線稱為槽線，但地面圖上一般不分析槽線。81(六)

26、 氣壓場(chǎng)的基本型式（續(xù)）高壓脊從高壓區(qū)延伸出來(lái)的狹長(zhǎng)區(qū)域叫做高壓脊，簡(jiǎn)稱為脊。脊中的氣壓值較兩側(cè)的要高。脊附近的空間等壓面類似地形中的山脊。脊中各條等壓線彎曲最大處的連線稱為脊線，但一般不分析脊線。82(六) 氣壓場(chǎng)的基本型式（續(xù)）鞍形氣壓場(chǎng)兩個(gè)高氣壓和兩個(gè)低氣壓交錯(cuò)相對(duì)的中間區(qū)域稱為鞍形氣壓場(chǎng)，簡(jiǎn)稱為鞍形場(chǎng)或鞍型區(qū)。其附近的空間等壓面的形狀類似馬鞍形狀。83二、等三小時(shí)變壓線的繪制三小時(shí)內(nèi)的氣壓變化P3反映了氣壓場(chǎng)最近改變狀況，使我們能從動(dòng)態(tài)中觀察氣壓系統(tǒng)；它是確定鋒的位置、分析和判斷氣壓系統(tǒng)及鋒面未來(lái)變化的重要根據(jù)。因此在地面圖上分析三小時(shí)變壓線具有重要意義。84二、等三小時(shí)變壓線的繪制（

27、續(xù)）繪制等三小時(shí)變壓線同樣要遵循繪制等值線的基本原則，繪制時(shí)可參考繪制等壓線的方法和步驟。除此之外，還須遵守下述技術(shù)規(guī)定：85二、等三小時(shí)變壓線的繪制（續(xù)）等三小時(shí)變壓線用黑色鉛筆以細(xì)虛線繪制。等三小時(shí)變壓線以零為標(biāo)準(zhǔn)，每隔一百帕繪一條。但在某些很強(qiáng)烈的變壓中心的周圍，等變壓線很密集時(shí)，可每隔兩百帕繪一條。在氣壓變化不大(小于一百帕)時(shí)，可只畫零值變壓線。86二、等三小時(shí)變壓線的繪制（續(xù)）每條線的兩端要注明該線的百帕數(shù)和正負(fù)號(hào)。在正變壓中心用藍(lán)色鉛筆注“+”； 在負(fù)變壓中心用紅色鉛筆注“-”，并在其右側(cè)注明該范圍內(nèi)的最大變壓值的實(shí)際數(shù)值，包括第一位小數(shù)在內(nèi)(圖1.20)。87圖1.20 等三小

28、時(shí)變壓線88二、等三小時(shí)變壓線的繪制（續(xù)）在繪制等三小時(shí)變壓線時(shí)，往往會(huì)遇到與整個(gè)情況相矛盾的個(gè)別記錄，有的可能是地方性影響所引起的，有的可能是錯(cuò)誤的，對(duì)于這些個(gè)別沒(méi)有重大意義的記錄一般可不去考慮它。89三、地面天氣圖的分析項(xiàng)目和步驟地面天氣圖的分析項(xiàng)目和步驟并無(wú)完全一致的規(guī)定。已有的各種規(guī)定，也經(jīng)常根據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)時(shí)具體情況在逐步修改。預(yù)報(bào)員可以根據(jù)具體要求，以及自己認(rèn)為合適的程序靈活掌握。對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來(lái)說(shuō)以及為了進(jìn)行課堂教學(xué)，采用以下程序比較適合：90繪制P3線及勾畫規(guī)范所規(guī)定的天氣區(qū)在實(shí)際工作中，為了爭(zhēng)取時(shí)間及時(shí)地發(fā)布預(yù)報(bào)，這一步驟可以簡(jiǎn)化。例如P3線只選畫那些數(shù)值較大和零值線區(qū)

29、域。云和降水也可盡先勾畫出認(rèn)為和預(yù)報(bào)區(qū)域有關(guān)的范圍，其他邊遠(yuǎn)區(qū)域可暫時(shí)不勾。等預(yù)報(bào)發(fā)出后再補(bǔ)繪。91描繪鋒和高低壓中心的過(guò)去位置，并注明時(shí)間和強(qiáng)度。從最近幾張連續(xù)的地面與高空?qǐng)D了解最近天氣過(guò)程中的一般形勢(shì)及發(fā)展趨向，和本張圖上云和降水的符號(hào)及區(qū)域相對(duì)照，再對(duì)當(dāng)時(shí)所關(guān)心的區(qū)域范圍內(nèi)氣象要素與天氣現(xiàn)象的分布作一般的觀察，從而掌握大致的演變情況。92初步確定鋒的位置，了解本張圖上不同性質(zhì)氣團(tuán)占據(jù)的大致區(qū)域，以及它們最近的移動(dòng)和變性概況。輕描等壓線。93將初步繪制出的氣壓場(chǎng)及天氣分布情況用來(lái)與初步確定的鋒區(qū)相校正，將等壓線和鋒的位置適當(dāng)?shù)丶右孕薷?，最后確定鋒的位置和類型。在這一步驟中可以考察一下有無(wú)鋒

30、的新生和原有鋒的消失。完成繪圖工作，包括等壓線描實(shí)及其它屬于規(guī)范規(guī)定的符號(hào)。9495961.3 等壓面圖分析為了全面認(rèn)識(shí)和掌握天氣的變化規(guī)律，除了分析地面天氣圖之外，還要分析高空天氣圖，即填有某一等壓面上氣象記錄的等壓面圖。97一、等壓面圖的概念空間氣壓相等的各點(diǎn)組成的面稱為等壓面，由于同一高度上各地的氣壓不可能都相同，所以等壓面不是一個(gè)水平面，而是一個(gè)像地形一樣的起伏不平的面。用來(lái)表示等壓面的起伏形勢(shì)的圖稱為等壓面形勢(shì)圖，等壓面相對(duì)于海平面的形勢(shì)稱為絕對(duì)形勢(shì)圖。98一、等壓面圖的概念（續(xù)）等壓面的起伏形勢(shì)可采用繪制等高線的方法表示出來(lái)。具體地說(shuō)，將各站上空某一等壓面所在的位勢(shì)高度值填在圖上，

31、然后連接高度相等的各點(diǎn)繪出等高線，從等高線的分析即可看出等壓面的起伏形勢(shì)。99一、等壓面圖的概念（續(xù)）如圖1.21中，P為等壓面，H1，H2，H5為厚度間隔相等的若干水平面，它們分別和等壓面相截(截線以虛線表示)，因每條截線都在等壓面P上，故所有截線上各點(diǎn)的氣壓均等于P，將這些截線投影到水平面上，便得出P等壓面上距海平面分別為H1，H2，H5的許多等高線，其分布情況如圖的下半部分所示。100圖1.21 等壓面和等高線的關(guān)系101一、等壓面圖的概念（續(xù)）從圖中可以看出，和等壓面凸起部位相應(yīng)的是一組閉合等高線構(gòu)成的高值區(qū)，高度值由中心向外遞減；和等壓面下凹部位相應(yīng)的是一組閉合等高線構(gòu)成的低值區(qū)，高

32、度值由中心向外遞增。從圖中還可以看出，等高線的疏密同等壓面的陡緩相應(yīng)。等壓面陡峭的地方，如圖中AB處，相應(yīng)的AB處等高線密集；等壓面平緩的地方，如圖CD中，相應(yīng)的CD處等高線就比較稀疏。102一、等壓面圖的概念（續(xù)）分析等壓面形勢(shì)圖的目的是要了解空間氣壓場(chǎng)的情況。因?yàn)榈葔好娴钠鸱黄浆F(xiàn)象實(shí)際上反映了等壓面附近的水平面上氣壓分布的高低。例如在圖1.22中，有一組氣壓值為P1，P0，P-1的等壓面和高度為H的水平面。因?yàn)闅鈮嚎偸请S高度而降低的，所以氣壓值小的等壓面總是在最下面： P-1等壓面在最上面，而P1等壓面在最下面。而高度為H的水平面上，A點(diǎn)處的氣壓最高（為P1 ），而B點(diǎn)處的氣壓最低（為P

33、-1 ），所以P0等壓面在A點(diǎn)上空是凸起的，而在B點(diǎn)處是下凹的。103一、等壓面圖的概念（續(xù)）由此可知，同高度上氣壓比四周高的地方，等壓面的高度也較四周高，表現(xiàn)為向上凸起，而氣壓高的越多，等壓面凸起得也越厲害（如A點(diǎn)處）；同高度上氣壓比四周低的地方，等壓面高度也較四周的低，表現(xiàn)為向下凹陷，而且氣壓越低，等壓面凹陷得也越厲害(如B點(diǎn)處)。104一、等壓面圖的概念（續(xù)）因此，通過(guò)等壓面圖上的等高線的分布，就可以知道等壓面附近空間氣壓場(chǎng)的情況。位勢(shì)值高的地方氣壓高，位勢(shì)值低的地方氣壓低，等高線密集的地方表示氣壓水平梯度大。105一、等壓面圖的概念（續(xù)）既然等高面上的氣壓分布與等壓面上的高度分布相當(dāng)，

34、那么為什么不像地面圖那樣，用各個(gè)等高面的氣壓分布圖來(lái)反映空間氣壓場(chǎng)的情況呢?這是因?yàn)?，在天氣分析中，用等壓面圖比用等高面圖更優(yōu)越。106一、等壓面圖的概念（續(xù)）我們?nèi)粘７治龅牡葔好娼^對(duì)形勢(shì)圖(常用AT圖表示)有以下幾種：850hPa等壓面圖(AT850圖)，1500gpm左右。700hPa等壓面圖(AT700圖)，3000gpm左右。500hPa等壓面圖(AT500圖)，5500gpm左右。300hPa等壓面圖(AT300圖)，9000gpm左右。200hPa等壓面圖(AT200圖)，12000gpm左右。100hPa等壓面圖(AT100圖)，16000gpm左右。107二、相對(duì)形勢(shì)圖除了等壓

35、面絕對(duì)形勢(shì)圖外，還有表示兩等壓面間相對(duì)距離的分布形勢(shì)圖，稱為兩等壓面間的相對(duì)形勢(shì)圖。如圖1.23所示，相對(duì)形勢(shì)圖也就是兩層等壓面間的厚度圖(以O(shè)T圖表示)，圖上的等值線就稱為等厚度線。日常工作中主要繪制1000500hPa等壓面間的厚度圖，即OT1000500圖。108二、相對(duì)形勢(shì)圖（續(xù)）相對(duì)形勢(shì)圖(厚度圖)實(shí)際上反映了給定的兩等壓面間氣層平均溫度的分布狀況。109二、相對(duì)形勢(shì)圖（續(xù)）事實(shí)上，氣溫高的地方，空氣密度小，單位氣壓的高度差大，因而兩等壓面間的厚度也大。反之，氣溫低的地方，空氣密度大，單位氣壓的高度差小，因而等壓面之間的厚度就小。110二、相對(duì)形勢(shì)圖（續(xù)）因此，相對(duì)形勢(shì)圖上的等厚度線

36、同時(shí)也是氣層的平均等溫線，兩者僅在數(shù)值上不同而已。那么，我們就可以用厚度圖來(lái)判斷冷暖空氣分布情況。在OT圖上相對(duì)位勢(shì)的低值區(qū)域相當(dāng)于冷區(qū)，相對(duì)位勢(shì)的高值區(qū)就相當(dāng)于暖區(qū)。等相對(duì)位勢(shì)線分布密集的區(qū)域就是冷暖氣團(tuán)之間溫度對(duì)比較大的地區(qū)。111 三、等壓面圖的分析112(一) 等高線的分析因?yàn)榈葔好娴男蝿?shì)可以反映出等壓面的附近氣壓場(chǎng)的形勢(shì)，而等高線的高(低)值區(qū)對(duì)應(yīng)于高(低)壓區(qū)，因此，等壓面上風(fēng)與等高線的關(guān)系，和等高面上風(fēng)與等壓線的關(guān)系一樣，適合地轉(zhuǎn)風(fēng)關(guān)系。113(一) 等高線的分析（續(xù)）由此可知，分析等高線時(shí)，同樣需要遵循下述規(guī)則：等高線的走向和風(fēng)向平行，在北半球，背風(fēng)而立，高值區(qū)(高壓)在右，低

37、值區(qū)(低壓)在左；等高線的疏密(即等壓面的坡度)和風(fēng)速的大小成正比。114(一) 等高線的分析（續(xù)）因?yàn)楦呖湛諝獾倪\(yùn)動(dòng)，受地面摩擦的影響很小，因此等高線和風(fēng)的關(guān)系，與地轉(zhuǎn)風(fēng)關(guān)系非常接近，等高線基本上和高空氣流的流線一致。因此，在進(jìn)行等高線分析時(shí)要特別重視流場(chǎng)的情況，除非測(cè)站的風(fēng)向記錄是明顯的不正確之外，等高線的疏密分布都必須和風(fēng)速大小成比例。115(一) 等高線的分析（續(xù)）但是由于地轉(zhuǎn)偏向力，在高緯比在低緯大，因此，在等壓面上同樣的高度梯度(即同樣的坡度)下，極區(qū)和高緯區(qū)的風(fēng)速比中緯度地區(qū)要小一些，而在低緯地區(qū)風(fēng)速要比中緯度地區(qū)要大一些。116(二) 等溫線的分析繪制等溫線時(shí)，除主要依據(jù)等壓面

38、上的溫度記錄進(jìn)行分析以外，還可參考等高線的形勢(shì)進(jìn)行分析。這是因?yàn)榭諝鉁囟仍礁?，則空氣的密度越小，氣壓隨高度的降低也越慢，等壓面的高度就越高，因此越到高空，如700hPa或500hPa以上的等壓面，高溫區(qū)往往是等壓面高度較高的區(qū)域。反之，低溫區(qū)往往是等壓面高度較低的區(qū)域。因此，在高壓脊附近溫度場(chǎng)往往有暖脊存在，而在低壓槽附近往往有冷槽存在(圖1.24)。117圖1.24 高空等壓面圖（實(shí)線為等高線，虛線為等溫線）118經(jīng)過(guò)等溫線分析后，可以看到等壓面圖上的溫度場(chǎng)中有冷、暖中心和冷槽、暖脊，這些與氣壓場(chǎng)中有高、低壓中心和槽、脊相類似。等溫線的密集帶是冷、暖空氣溫度對(duì)比較大的地帶。在分析等溫線時(shí)，除

39、了要符合等值線的分析原則外，還必須把這些系統(tǒng)清晰地表達(dá)出來(lái)。119(三) 濕度場(chǎng)的分析濕度場(chǎng)的分析和溫度場(chǎng)的分析相同，分析等比濕線或等露點(diǎn)線或等溫度露點(diǎn)差線。溫度場(chǎng)中有干濕中心和濕舌、干舌、這些與濕度場(chǎng)中的冷暖中心和暖脊、冷槽相對(duì)應(yīng)。120(四) 槽線和切變線的分析槽線是低壓槽區(qū)內(nèi)等高線曲率最大點(diǎn)的連線。而切變線則是風(fēng)的不連續(xù)線，在這條線的兩側(cè)風(fēng)向或風(fēng)速有較強(qiáng)的切變。121(四) 槽線和切變線的分析（續(xù)）槽線和切變線是分別從氣壓場(chǎng)和流場(chǎng)來(lái)定義的不同的天氣系統(tǒng)，但因?yàn)轱L(fēng)場(chǎng)與氣壓場(chǎng)相互適應(yīng)，所以槽線兩側(cè)風(fēng)向必定也有明顯的轉(zhuǎn)變；同樣，風(fēng)有氣旋性改變的地方，一般也是槽線所在處，兩者又有著不可分割的聯(lián)系

40、。122圖1.25 槽線123圖1.26 切變線124(四) 槽線和切變線的分析（續(xù)）習(xí)慣上往往在風(fēng)向氣旋性切變特別明顯的兩個(gè)高壓之間的狹長(zhǎng)低壓帶內(nèi)和非常尖銳而狹長(zhǎng)的槽內(nèi)分析切變線，而在氣壓梯度比較明顯的低壓槽中分析槽線。125(四) 槽線和切變線的分析（續(xù)）分析槽線和切變線時(shí)要注意下列幾點(diǎn)：為了要分析槽線和切變線，一般在分析等高線之前，先根據(jù)槽線和切變線的過(guò)去位置和移動(dòng)速度，從圖上風(fēng)的切變定出它們的位置。然后繪制等高線，使槽線附近等高線的氣旋性曲率最大。最后確定槽線和切變線的位置。126(四) 槽線和切變線的分析（續(xù)）不要把兩個(gè)槽的槽線連成一個(gè)。如圖1.27中的實(shí)線是錯(cuò)誤的畫法。切變線上可以

41、有輻合中心，兩條切變線可以連接在一起。圖1.25 槽線的錯(cuò)誤畫法127(五) 溫度平流和濕度平流由于冷暖空氣的水平運(yùn)動(dòng)而引起的某些地區(qū)增暖和變冷的現(xiàn)象，稱為溫度的平流。128(五) 溫度平流和濕度平流（續(xù)）如圖1.28a所示，等高線與等溫線成一交角，氣流由低值等溫線方面(冷區(qū))吹向高值等溫線方面(暖區(qū))，這時(shí)就有冷平流。顯然，在此情況下，空氣所經(jīng)之處，溫度將下降。129(五) 溫度平流和濕度平流（續(xù)）圖1.28b的情況恰好與a相反，氣流由高值等溫線方面(暖區(qū))吹向低值等溫線方面(冷區(qū))，因而有暖平流。在此情況下，空氣所經(jīng)之處，溫度將上升。130(五) 溫度平流和濕度平流（續(xù)）圖1.28c中AA

42、線所在區(qū)域等溫線和等高線平行，由于此時(shí) =0，所以，顯然此區(qū)內(nèi)既無(wú)冷平流，又無(wú)暖平流，即溫度平流為零。但AA線兩側(cè)的區(qū)域溫度平流不等于零，其東側(cè)為暖平流，西側(cè)為冷平流。AA正好是冷平流和暖平流的分界線，因此我們把AA線稱為平流零線。131(五) 溫度平流和濕度平流（續(xù)）除了判斷溫度平流的符號(hào)外，還要判斷平流的強(qiáng)度，即單位時(shí)間內(nèi)因溫度平流而引起的溫度變化的數(shù)量大小。溫度平流的強(qiáng)度可以從以下三個(gè)方面來(lái)判斷。132(五) 溫度平流和濕度平流（續(xù)）等高線的疏密程度如其他條件相同，等高線越密，則風(fēng)速越大，平流強(qiáng)度也越大。等溫線的疏密程度如其他條件相同，等溫線越密，說(shuō)明溫度梯度越大，平流強(qiáng)度也越大。等高線

43、與等溫線交角的大小如其他條件相同，等高線與等溫線的交角越接近90度，平流強(qiáng)度也越大。133(五) 溫度平流和濕度平流（續(xù)）同理，將濕度場(chǎng)和氣壓場(chǎng)結(jié)合起來(lái)分析，也就可以看出濕度平流的情況了。134四、繪制等壓面圖的技術(shù)規(guī)定135 (一) 等高線等高線用黑色2B鉛筆以平滑實(shí)線繪制。在比例尺為二千萬(wàn)分之一的亞歐圖上，各等壓面上的等高線均每隔40gpm畫一條。136(一) 等高線（續(xù)）在每條線的兩端均需標(biāo)明位勢(shì)米的千位，百位和十位數(shù)，并規(guī)定：在AT850圖上畫，144，148，152，；在AT700圖上畫，296，300，304，；在AT500圖上畫，496，500，504，在冬半年(10月至來(lái)年3月)每隔80gpm畫一根，如496，504，512等。當(dāng)?shù)雀呔€過(guò)于稀疏時(shí)，可用黑色斷線加畫規(guī)定數(shù)值以外的等高線。137(一) 等高線（續(xù)）在AT圖上，高位勢(shì)區(qū)中心以藍(lán)色鉛筆標(biāo)注“G”(或“高”)字，低位勢(shì)中心以紅色鉛筆標(biāo)注“D”(或“低”)字。“G”，“D”字的標(biāo)注位置與海平面氣壓場(chǎng)圖上確定高、低壓中心位置的原則相同。138(一) 等高線（續(xù)）在AT700和AT5