第三节-等压面图的分析.课件.ppt

1、一、等压面图的基本概念和表示方法一、等压面图的基本概念和表示方法二、等压面图的填写二、等压面图的填写三、等压面图的分析三、等压面图的分析等高线的分析、等温线的分析、槽线、等高线的分析、等温线的分析、槽线、切变线的分析、温度平流的分析切变线的分析、温度平流的分析四、温压场的综合分析四、温压场的综合分析五、天气分析的基本原则五、天气分析的基本原则 等压面图的基本概念等压面图的基本概念 等压面等压面空间气压相等的各点组成的面。空间气压相等的各点组成的面。 等压面不是一个水平面，而是一个像地形一等压面不是一个水平面，而是一个像地形一样起伏不平的面。样起伏不平的面。 用来表示等压面的起伏形势的图称为等压

2、面用来表示等压面的起伏形势的图称为等压面形势图。表示等压面相对于海平面的起伏形形势图。表示等压面相对于海平面的起伏形势的图称为势的图称为绝对形势图绝对形势图；用；用ATAT表示，如表示，如ATAT500500。而表示两等压面间相对距离的分布形势图称而表示两等压面间相对距离的分布形势图称为为相对形势图相对形势图（或两等压面间的（或两等压面间的厚度图厚度图）。）。用用OTOT表示，如表示，如OTOT50050010001000等压面起伏形势的表示方法等压面起伏形势的表示方法 等压面的起伏形势可采用绘制等高线的方等压面的起伏形势可采用绘制等高线的方法表示出来（如下图所示）法表示出来（如下图所示）等压

3、面与等高线的关系等压面与等高线的关系 从图中可以看出，和等压面凸起部位相应的是一从图中可以看出，和等压面凸起部位相应的是一组闭合等高线构成的高值区，高度值由中心向外组闭合等高线构成的高值区，高度值由中心向外递减；和等压面下凹部位相应的是一组闭合等高递减；和等压面下凹部位相应的是一组闭合等高线构成的低值区，高度值由中心向外递增。线构成的低值区，高度值由中心向外递增。 从图中还可以看出，等高线的疏密同等压面的陡从图中还可以看出，等高线的疏密同等压面的陡缓相应。等压面陡峭的地方，等高线密集（如图缓相应。等压面陡峭的地方，等高线密集（如图ABAB处）；而等压面平缓的地方，等高线较稀疏处）；而等压面平缓

4、的地方，等高线较稀疏（如（如CDCD处）。处）。 等压面的高度单位不是几何米，而是等压面的高度单位不是几何米，而是位势米位势米。高度场与气压场的对应关系高度场与气压场的对应关系 位势值高的地方气压高，位势值位势值高的地方气压高，位势值低的地方气压低，等高线密集的低的地方气压低，等高线密集的地方表示气压水平梯度大。地方表示气压水平梯度大。绝对形势图的种类绝对形势图的种类 日常分析的等压面绝对形势图有以下几种：日常分析的等压面绝对形势图有以下几种：850850、700700、500500、400400、300300、200200、100100百帕百帕7 7种，它们对应的平均种，它们对应的平均位势高

5、度分别为位势高度分别为15001500、30003000、55005500、70007000、90009000、1200012000、1600016000位势米。位势米。 目前台站最常用的高空等压面图有目前台站最常用的高空等压面图有850850、700700、500500百百帕帕3 3层。层。850850百帕图代表着高空大气低层的状况。百帕图代表着高空大气低层的状况。500500百帕图反映着对流层中高层大气的状况。百帕图反映着对流层中高层大气的状况。700700百帕等百帕等压面图反映着对流层中天气变化比较复杂的中下层的压面图反映着对流层中天气变化比较复杂的中下层的状况。状况。 高空等压面图一天

6、绘制两次，用北京时间高空等压面图一天绘制两次，用北京时间0808时和时和2020时时的观测资料。的观测资料。附录附录2 等压面图的填写等压面图的填写 填写格式（如图所示）填写格式（如图所示）TTHHHDDddff（qqq）（H0H0H0）H24气温气温24小时变高小时变高相对位势相对位势绝对位势绝对位势比湿比湿温度露点差温度露点差风向风速风向风速micaps系统高空填图特征设置系统高空填图特征设置等压面图的填写说明等压面图的填写说明 HHH为某为某等压面的位势高度（两种填写等压面的位势高度（两种填写方法）方法）1. 以位势以位势什米为单位，什米为单位，填写三位整数。如填写三位整数。如850hp

7、a图上填写数字为图上填写数字为148表示该站表示该站850hpa等压面的位势高度是等压面的位势高度是148位势位势什米。什米。500 hpa上填写数字为上填写数字为588表示该站表示该站500hpa等压面的位势高度是等压面的位势高度是588位势位势什米什米2.以位势米为单位，填写时省略千位数。以位势米为单位，填写时省略千位数。850hpa的千位数是的千位数是1；700hpa的千位数是的千位数是2或或3；500hpa的千位数是的千位数是5。如。如850hpa图图上填写数字为上填写数字为504代表代表位势高度是位势高度是1504位势米；位势米；700hpa图上数字图上数字145代代表表3145位势

8、米；位势米；500hpa图上数字图上数字279代表代表5279位势米。位势米。 TT某等压面的温度，单位为摄某等压面的温度，单位为摄氏度。（填写方法与地面图相同）氏度。（填写方法与地面图相同） DD某等压面上气温与露点的差。某等压面上气温与露点的差。 （填写方法与气温相同）（填写方法与气温相同） ddff风向、风速，填写方法与地风向、风速，填写方法与地面图相同。面图相同。 选填项目：选填项目： H0H0H0两等压面之间的厚度，两等压面之间的厚度，填写方法与填写方法与HHH相同。相同。 qqq等压面上的比湿，以等压面上的比湿，以g/kg为单位，填写整数及小数一位。为单位，填写整数及小数一位。 H

9、24为过去为过去24小时变高。小时变高。等压面图的分析项目等压面图的分析项目高空等压面图必分析项目有：高空等压面图必分析项目有：等等高线、等温线、高低压中心、冷高线、等温线、高低压中心、冷暖中心和槽线、切变线暖中心和槽线、切变线。选分析项目有选分析项目有1. 等比湿线或等温度露点差值线等比湿线或等温度露点差值线（用绿色线分析），以及干（用绿色线分析），以及干（Gn）湿湿(Sh)中心；中心；2. 平流零线和冷暖平流。平流零线和冷暖平流。3. 脊线（用虚线表示）；脊线（用虚线表示）；4. 同时间地面天气图上大范围的雷暴、同时间地面天气图上大范围的雷暴、降水等天气区。（用彩色铅笔勾画其降水等天气区。

10、（用彩色铅笔勾画其范围，并在其中标注该天气现象的基范围，并在其中标注该天气现象的基本符号）；本符号）；5. 同时间地面天气图上的锋（用黑色铅同时间地面天气图上的锋（用黑色铅笔按单色印刷图上的符号描绘）；笔按单色印刷图上的符号描绘）；6. 同时间地面天气图上主要气压系统中同时间地面天气图上主要气压系统中心位置及其移动路径（标注方法与地心位置及其移动路径（标注方法与地面图相同）。面图相同）。绘制等压面图的技术规定绘制等压面图的技术规定等高线的分析等高线的分析1. 等高线用黑色铅笔以平滑实线绘制。每隔等高线用黑色铅笔以平滑实线绘制。每隔4或或8位势什米一条（注意，同一张图上间位势什米一条（注意，同一

11、张图上间隔应相同）。在每条线的两端标明该等值隔应相同）。在每条线的两端标明该等值线的数值，线的数值，每条线的数值应为每条线的数值应为4的整数倍的整数倍。如如850hpa图上规定分析图上规定分析144、148、152、156等高线；等高线；700hpa图上分析图上分析296、300、304、308、312等高线等高线 记忆方法：记忆方法：十位数为奇数时，个位数跟十位数为奇数时，个位数跟2或或6；十位数为偶数时，个位数跟十位数为偶数时，个位数跟0、4、8。 如如500hpa图上可分析图上可分析492、524、536、560、588等等值线，但不可分析等等值线，但不可分析173、174、182、18

12、5等等值线。等等值线。2.在在AT图上，高位势中心以蓝色铅笔标注图上，高位势中心以蓝色铅笔标注“G”字，低位势中心以红色铅笔标注字，低位势中心以红色铅笔标注“D”字。中心位置的确定方法与地面图上高低字。中心位置的确定方法与地面图上高低压中心位置的确定原则相同。压中心位置的确定原则相同。分析等高线时应遵循分析等高线时应遵循地转风原理地转风原理：等高线的走向和风向平行，在北半球，等高线的走向和风向平行，在北半球，背风而立，高值区（高压）在右，背风而立，高值区（高压）在右，低值区（低压）在左；等高线的疏低值区（低压）在左；等高线的疏密和风速的大小成正比。密和风速的大小成正比。1.等温线用红色铅笔绘制

13、。以等温线用红色铅笔绘制。以0度为基准，每隔度为基准，每隔4度分度分析一条，如析一条，如-8、-4、0、4、8、12等。所有等温等。所有等温线两端须标注温度值及正负号。夏季或必要时可隔线两端须标注温度值及正负号。夏季或必要时可隔2度画一根（但要注意，同一张图上间隔应相同）。度画一根（但要注意，同一张图上间隔应相同）。2.温度场的暖中心用红色铅笔标注温度场的暖中心用红色铅笔标注“N”字，冷中心字，冷中心用蓝色铅笔标注用蓝色铅笔标注“L”字。字。3.AT500图和图和OT500图如合画在一张图上，则不再绘图如合画在一张图上，则不再绘制等温线，而是用等厚度线代替等温线。等厚度线制等温线，而是用等厚度

14、线代替等温线。等厚度线也是用红色铅笔绘制，每隔也是用红色铅笔绘制，每隔4位势什米分析一条，位势什米分析一条，厚度图上的高值中心标注厚度图上的高值中心标注“N”（或或“暖暖”字），字），低值中心标注低值中心标注“L”（或或“冷冷”字）。字）。 绘制等温线时，除主要依据等压面上的温度记录绘制等温线时，除主要依据等压面上的温度记录以外，以外，还可参考等高线的形势进行分析。还可参考等高线的形势进行分析。这是因这是因为空气温度越高，则空气的密度越小，气压随高为空气温度越高，则空气的密度越小，气压随高度的降低也越慢，等压面的高度就越高，因此越度的降低也越慢，等压面的高度就越高，因此越到高空，高温区往往是等

15、压面高度较高的区域，到高空，高温区往往是等压面高度较高的区域，反之，低温区往往是等压面高度较低的区域。因反之，低温区往往是等压面高度较低的区域。因此，此，在高压脊附近，温度场往往有暖脊存在，而在高压脊附近，温度场往往有暖脊存在，而在低压槽附近，往往有冷槽存在。在低压槽附近，往往有冷槽存在。 经过等温线分析后，可以看到等压面上的温度场经过等温线分析后，可以看到等压面上的温度场中有冷、暖中心和冷槽、暖脊，这些与气压场中中有冷、暖中心和冷槽、暖脊，这些与气压场中有高低压中心和槽、脊相类似。有高低压中心和槽、脊相类似。等温线与等厚度线的关系等温线与等厚度线的关系将状态方程将状态方程代入静力学方程代入静

16、力学方程得到得到两边积分即可得到两边积分即可得到P1与与P2之间的厚度之间的厚度压高公式压高公式由压高公式可知，由压高公式可知，两层等压面之间两层等压面之间的厚度与其间平均温度成正比。的厚度与其间平均温度成正比。即暖区，厚度大；冷区，厚度小。即暖区，厚度大；冷区，厚度小。因此，因此，相对形势图上的等厚度线相对形势图上的等厚度线同时也是气层间的平均等温线同时也是气层间的平均等温线，两者仅在数值上不同而已。两者仅在数值上不同而已。槽线和切变线槽线和切变线 槽线槽线是低压槽中等高线气旋式曲率最大点的连是低压槽中等高线气旋式曲率最大点的连线。而线。而切变线切变线则是风场的不连续线，在这条线则是风场的不

17、连续线，在这条线的两侧风向或风速有较强的切变。的两侧风向或风速有较强的切变。 槽线和切变线是分别从气压场和流场来定义的槽线和切变线是分别从气压场和流场来定义的不同天气系统，但因为风场和气压场相适应，不同天气系统，但因为风场和气压场相适应，所以两者又有着不可分割的联系（槽线两侧风所以两者又有着不可分割的联系（槽线两侧风向也有明显的气旋式转变；而风有气旋式改变向也有明显的气旋式转变；而风有气旋式改变的地方，一般也是槽线所在处）。槽线和切变的地方，一般也是槽线所在处）。槽线和切变线还可相互转化。线还可相互转化。槽线和切变线的分析槽线和切变线的分析习惯上将槽线分析在低压槽中各等习惯上将槽线分析在低压槽

18、中各等高线气旋式曲率最大处或低压槽中高线气旋式曲率最大处或低压槽中风向气旋式切变最大处；而将切变风向气旋式切变最大处；而将切变线分析在风向气旋式切变特别明显线分析在风向气旋式切变特别明显的两个高压之间的狭长低压带内或的两个高压之间的狭长低压带内或非常尖锐而狭长的槽内。非常尖锐而狭长的槽内。槽线和切变线用棕色铅笔分析，过槽线和切变线用棕色铅笔分析，过去位置用黄色铅笔描绘。去位置用黄色铅笔描绘。 分析槽线和切变线时要注意以下几点：分析槽线和切变线时要注意以下几点：1.注意同地面图上的云和降水区的配合；注意同地面图上的云和降水区的配合；2.注意各层的配置（槽随高度向冷区倾注意各层的配置（槽随高度向冷

19、区倾斜）；斜）；3.在风受地形影响较大的地区，应综合判在风受地形影响较大的地区，应综合判断；断；4.不要把两个槽的槽线连成一个；不要把两个槽的槽线连成一个；5.切变线上可以有辐合中心，两条切变线切变线上可以有辐合中心，两条切变线可连在一起。可连在一起。温度平流的概念温度平流的概念 温度平流温度平流是指由于冷暖空气的水平运动是指由于冷暖空气的水平运动而引起的某些地区增暖和变冷的现象。而引起的某些地区增暖和变冷的现象。当气流由暖区吹向冷区时，将使所经之当气流由暖区吹向冷区时，将使所经之处温度升高，这时温度平流为正，称为处温度升高，这时温度平流为正，称为暖平流暖平流。反之，当气流由低温区吹向高。反之

20、，当气流由低温区吹向高温区时，将使所经之处温度下降，这时温区时，将使所经之处温度下降，这时温度平流为负，称为温度平流为负，称为冷平流冷平流。而当气流。而当气流沿着等温线吹时，温度平流为零。沿着等温线吹时，温度平流为零。温度平流的分析温度平流的分析n 温度平流的正负可以根据高空图上等温度平流的正负可以根据高空图上等高线与等温线的配置来确定。（如图高线与等温线的配置来确定。（如图所示）所示）n 平流零线用绿实线或双虚线表示；平流零线用绿实线或双虚线表示；冷平流用蓝箭头或单箭头表示；暖平冷平流用蓝箭头或单箭头表示；暖平流用红箭头或双箭头表示。流用红箭头或双箭头表示。n 其他平流（如湿度平流、密度平流

21、、其他平流（如湿度平流、密度平流、涡度平流等）的分析方法与温度平流涡度平流等）的分析方法与温度平流相同。相同。830430430430830830844488暖平流暖平流冷平流冷平流平流零线平流零线温度平流强度的判断温度平流强度的判断温度平流的强度可由下面的公式来计算温度平流的强度可由下面的公式来计算由上式可知温度平流的强度与三个因素有关：由上式可知温度平流的强度与三个因素有关：1. 等高线的疏密程度，如其他条件相同，等高线的疏密程度，如其他条件相同，等高等高线越密，则风速越大，平流也越强；线越密，则风速越大，平流也越强；cos,hhhVTVV 2.等温线的疏密程度，如其他条件相同，等温线的疏

22、密程度，如其他条件相同，等温线越密，说明温度梯度越大，平等温线越密，说明温度梯度越大，平流也越强；流也越强；3. 等高线与等温线交角的大小，如其等高线与等温线交角的大小，如其他条件相同，他条件相同，等高线与等温线的交角等高线与等温线的交角越接近越接近90，平流越强。，平流越强。其他平流（如湿度平流、密度平流、其他平流（如湿度平流、密度平流、涡度平流等）的判断方法与其相同。涡度平流等）的判断方法与其相同。 1.4 温压场的综合分析温压场的综合分析 三种常见的高低压系统的垂直结构三种常见的高低压系统的垂直结构一、深厚而对称的高压和低压一、深厚而对称的高压和低压冷低压和暖高压冷低压和暖高压是此类系统

23、。其温压场是此类系统。其温压场结构的主要特点是：温度场的冷（暖）结构的主要特点是：温度场的冷（暖）中心与气压场的低（高）中心基本重中心与气压场的低（高）中心基本重合，气压系统轴线近于垂直，等压面合，气压系统轴线近于垂直，等压面坡度随高度增大，系统势力随高度增坡度随高度增大，系统势力随高度增强，从地面到强，从地面到500百帕以上的等压面百帕以上的等压面图上都保持为图上都保持为 闭合的高压和低压形式。闭合的高压和低压形式。二、浅薄而对称的高压和低压二、浅薄而对称的高压和低压暖低压和冷高压暖低压和冷高压是此类系统。其温压场结是此类系统。其温压场结构的主要特点是：温度场的暖（冷）中构的主要特点是：温度

24、场的暖（冷）中心与气压场的低（高）中心基本重合，心与气压场的低（高）中心基本重合，气压系统轴线近于垂直，等压面坡度随气压系统轴线近于垂直，等压面坡度随高度减小，系统势力随高度减弱。这两高度减小，系统势力随高度减弱。这两种系统，在地面图上较明显，到种系统，在地面图上较明显，到500百百帕高度以上帕高度以上 就消失或变为一个相反的就消失或变为一个相反的系统。系统。三、温压场不对称系统三、温压场不对称系统在中纬度地区，多数系统都是温压在中纬度地区，多数系统都是温压场不对称的。这类系统特点是：在场不对称的。这类系统特点是：在地面图上冷暖中心和高低压中心不地面图上冷暖中心和高低压中心不重合，气压系统中心

25、轴线是倾斜的，重合，气压系统中心轴线是倾斜的，高压轴线向暖区倾斜，低压轴线向高压轴线向暖区倾斜，低压轴线向冷区倾斜，冷区倾斜，如锋面气旋。如锋面气旋。 1.5 天气分析原则天气分析原则 要分析好天气图，首先要有高度负责的精神。要分析好天气图，首先要有高度负责的精神。 同时在整个分析过程中，要努力克服主观性、同时在整个分析过程中，要努力克服主观性、片面性和表面性，以科学的态度进行分析。片面性和表面性，以科学的态度进行分析。 天气分析过程中，应注意正确地判断错误记天气分析过程中，应注意正确地判断错误记录，合理地使用记录，注意天气演变的历史录，合理地使用记录，注意天气演变的历史连贯性和各种气象要素之

26、间的合理关系，注连贯性和各种气象要素之间的合理关系，注意各种图的配合，做好综合比较研究。意各种图的配合，做好综合比较研究。位势和位势米位势和位势米 位势或称为重力位势：就是把单位质量的物位势或称为重力位势：就是把单位质量的物体从海平面上升到高度体从海平面上升到高度Z时克服重力所作的功。时克服重力所作的功。 如果假设重力加速度如果假设重力加速度g不随高度变化（不随高度变化（g在上在上升升10千米大约减小千米大约减小0.03米米/秒秒2），则位势），则位势 =gz 位势的位势的单位是焦耳单位是焦耳/千克，并不是高度单位。千克，并不是高度单位。为了应用方便，特定义一个称为位势米的位为了应用方便，特定

27、义一个称为位势米的位势高度（用位势大小表示的高度）的单位。势高度（用位势大小表示的高度）的单位。 位势米位势米：当重力加速度当重力加速度g=9.8米米/秒秒2时，使单时，使单位质量物体抬升位质量物体抬升1米的高度克服重力所消耗的米的高度克服重力所消耗的功。功。 所以所以 1位势米位势米=9.8焦耳焦耳/千克千克 （1位势什米位势什米=10位势米）位势米） 由于由于g是随纬度而变化的（在极地是随纬度而变化的（在极地g=9.83 ；在在纬度纬度45处处g=9.8；在赤道上在赤道上g =9.78）。）。故等故等位势面与等高面是不平行。位势面与等高面是不平行。位势米与几何米之间的关系位势米与几何米之间

28、的关系 位势米位势米H和几何米和几何米z之关系：之关系： H=重力位势重力位势/1位势米位势米=gz/9.8Z 由上式可看出：由上式可看出： 几何高度几何高度Z和位势高度和位势高度H在数值上相差不在数值上相差不大，但概念上完全不同。一个是长度单大，但概念上完全不同。一个是长度单位，一个是能量单位。位，一个是能量单位。单元重点内容提要1.1. 高度场与气压场的对应关系高度场与气压场的对应关系2.2. 高空图填写格式高空图填写格式3.3. 等高线分析注意事项等高线分析注意事项4.4. 温度场与厚度场的对应关系温度场与厚度场的对应关系5.5. 槽线与切变线的概念及分析方法槽线与切变线的概念及分析方法6.6. 冷暖平流的概念及分析方法冷暖平流的概念及分析方法7.7. 温度平流强度的判断方法温度平流强度的判断方法8.8. 不同气压系统的空间结构不同气压系统的空间结构