初识高空天气图

高空天气图

为了全面认识和掌握天气的变化规律，除了分析地面天气图外，还要分析高空天气图。目前在实际工作中普遍采用的高空天气图是填写同一等压面上气象记录的等压面图。 一、等压面图的概念

空间气压相等的点所组成的曲面，称为等压面。由于同一高度上各地的气压不可能都相等，因此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。用来表示空间等压面起伏形势的图称为等压面形势图，简称等压面图。

等压面的起伏形势可采用绘制等高线的方法表示出来。具体地说，将各地

上空某一等压面所在的高度值填在图

上，然后连接高度相等的各点绘制出等高线，从等高线的分布即可看出等压面的起伏形势。 如图2.10所示，P 为等压面，H 1，H 2，„，H 5为厚度间隔相等的若干水平面，它们分别和等压面相截（截线以虚线表示），因每条截线都在等压面P 上，故所有截线上各点的气压均等于P ，将这些截线投影到水平面上，便得出P 等压面上距海平面分别为H 1，H 2，„，H 5的许多等高线，其分布情况如图2.10的下半部分所示。

从图中可以看出，和等压面凸起部位相对应的是一组闭合等高线构成的高值区，和等压面下凹部位相对应的是一组闭合等高线构成的低值区，等压面坡度陡的地方，相应等高线较密集。

分析等压面图的目的是要了解空间气压场的分布。实际上，等压面的起伏不平就反映了等压面附近的水平面（等高面）上气压场的分布。例如，在图2.11中，P 为某一等压面的垂直剖面，H 为P 等压面附近的等高面，A 、B 、C 各点在P 等压面上，A’、 C’为A 、C 两点在等高面H 上的投影点。由于气压随高度是减少的，因此P A’>PA ，P C’PB >PC’（ P A 、P B 、P C 、P A’、P C’分别为各点的气压值）。由此可知，同高度上气压比四周高的地方，等压面的高度也较四周高，表现为向上凸起；同高度上气压比四周低的地方，等压面的高度也较四周低，表现为向下凹陷。因此，通过等压面图上等高线的分布，就可以知道等压面附近空间气压场的分布情况。等压面上等高线的高值中心对应附近等高面上等压线的高气压中心，低值中心对应附近等高面上等压线的低气压中心，并且等压面上等高线的走向与附近等高面上等压线的走向也基本上是一致的。因此，通常人们将等压面图上等高线的高值区称为高压，将等高线的低值区称为低压。

既然等高面上的气压分布与等压面上的高度分布相当，那么为什么不像地面图那样，用各个等高面的气压分布图来反映空间气压场的情况呢？这是因为，在天气分析中，用等压面图比等高面图更优越。

我们日常分析的等压面图有以下几种：850 hPa等压面图，其位势高度通常为1500位势米左右；700 hPa等压面图，其位势高度通常为3000位势米左右；500 hPa等压面图，其位势高度通常为5500位势米左右；300 hPa等压面图，其位势高度通常为9000位势米左右；200 hPa等压面图，其位势高度通常为12000位势米左右；100 hPa等压面图，其位势高度通常为16000位势米左右。

←

000, 10000米) 的高空天气图, 若在天气图上读得一个数据〖691〗, 则代表该处的位势是16910米, 即在数据前后分别加1与0.

00,3500米) 的高空天气图, 若在天气图上读得一个数据〖597〗, 则代表该处的位势是5970米, 即在数据最后加0.

) 的高空天气图, 若在天气图上读得一个数据〖171〗, 则代表该处的位势是3171米, 即读数加3000.

) 的高空天气图, 若在天气图上读得一个数据〖512〗, 则代表该处的位势是1512米, 即读数前面加1.

的高空天气图, 若在天气图上读得一个数据〖921〗

,

则代表该处的位势是921米, 不加任何修改.

一等压面位势高度相同点的连线叫做“等高线”。由于降水云系主要形成于3000m 左右的上空，因而分析700hpa 等压面的天气形势尤为重要。例如“3000m上空，308线在……一线”，指的是700hpa 等压面的天气形势，为了便于理解，故称为“3

位势高度为3080m （以什米为单位，即位势为308什米）的各地连成的等高线. 常用的高空天气图有500百帕、700百帕和850百帕三层，主要的分析项目有等高线、等温线、高低压中心和槽线、切变线等。槽线和切变线的情况可根据等高线来

二、等压面图的填图格式

等压面图的填图格式如图2.12所示。图中各符号含义如下：

TT —等压面上的气温，以℃为单位。

DD —等压面上的气温与露点之差，以℃为单位。DD≥0。 dd ，ff —风向、风速，其含义同地面天气图。

HHH —等压面的高度。这个高度不是几何高度，而是位势高度，其单位为位势什米或位势米。位势高度（H ）与几何高度（Z ）之间的关系如下：

式中g 为重力加速度。

例如, 图2.13表示该测站测得的等压面高度为5640位势米, 该等压面上的气温为零下5℃，气温露点差为7℃,南风，风速26m/s。 三、等压面图的分析项目 1. 等高线分析

1) 等高线用黑色铅笔以平滑实线绘制

按我国规定，各等压面图上的等高线均每隔40位势米分析一条，在每条线上均须标明位势米的千、百、十位数，并规定：

在850hPa 图上分析数值为„144，148，152„的等高线； 在700hPa 图上分析数值为„296，300，304„的等高线； 在500hPa 图上分析数值为„496，500，504„的等高线。

2) 各等压面上等高线的高值区（高压区）中心用蓝色标注“Ｇ”字，低值区（低压区）中心用红色标注“Ｄ”字。日本、美国、英国等国家分析的等压面图，等高线间隔采用每隔60位势米分析一条，高、低值中心分别用“Ｈ”和“Ｌ”标注。 3) 等压面上风与等高线具有下列关系

①等高线的走向与风向平行，在北半球，背风而立，高值区在右，低值区在左；在南半球，背风而言，高值区在左，低值区在右。

②等高线的疏密（即等压面的坡度）和风速的大小成正比，即等高线密集处风速大；反之，则风速小。 2. 等温线的分析

1）在有色天气图上等温线用红色铅笔以实线绘制，在单色天气图上以黑色细断线绘制。我国以0℃为基准，每隔４℃分析一条等温线，如-4℃，0℃，4℃，8℃等，等温线两端须标注温度数值。温度场的暖中心用红色标注“Ｎ”，冷中心用蓝色标注“Ｌ”。

2）国外高空图上的等温线间隔有采用６℃或３℃的，暖中心标注“Ｗ”，冷中心标注“Ｃ”。 3）绘制等温线时，除主要依据等压面图上的温度记录外，还应参考等高线的形势来分析。一般700hpa 或500hpa 以上的等压面，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。因此，在高压脊附近往往有温度场的暖脊存在，而在低压槽附近往往有温度场的冷槽存在，图2.14表示了较常见的温压

场的配置情况。 3. 槽线和切变线的分析

槽线是低压槽内等高线曲率最大

处的连线，它是气压场上的特征线（如图2.15（a ））。切变线是风的不连续线，切变线两侧风向或风速有较强的气旋性切变，它是风场上的特征线（如图2.15(b)）。两者的共同点是风向均有较强的气旋性切变。习惯上在风向气旋性切

变特别明显的两个高压之间的狭

长低压带内和非常尖锐而狭长的槽内分析切变线，而在气压梯度比较明显的低压槽中分析槽线。

在有色天气图上，槽线和切变线均用棕色铅笔以实线绘制，在单色天气图上，槽线和切变线用黑色粗实线绘制。 4．温度平流的分析

冷暖空气的水平运动引起的某些地区增暖和变冷的现象，称为温度的平流变化，简称温度平流。

掌握判断温度平流的方法，不仅可以用来直接判断温度的变化，而且还可以进一步根据温度的变化来推断气压场的变化。

由于等压面图上的等高线的分布决定了空气的流向和流速，因此，根据等高线和等温线的配置情况就能够判断温度平流的性质和强度。 1）温度平流性质的判断

如图2.16（ａ）所示，等高线与等温线相交，气流由气温低值区（冷区）吹向气温高值区（暖区）。显然，在此情况下，空气所经之处，气温将下降，即有冷平流。图2.16（ｂ）的情况恰好相反，气流由气温高值区（暖区）吹向气温低值区（冷区），因而有暖平流。图2.16（ｃ）中，左边为冷平流，右边为暖平流，冷暖平流之间可划出一条界线（双虚线所示），此线附近等高线与等温线平行, 既无冷平流，又无暖平流，即温度平流为零, 因此此线称为平流零线。

2）温度平流强度的判断

温度平流强度是指单位时间内，由于温度平流而引起的温度变化的数量大小。可以从下述三个方面进行定性判断：

①等高线的疏密程度。如其他条件相同，等高线越密集，即风速越大，则平流强度也越大。②等温线的疏密程度。如其他条件相同，等温线越密集，说明温度梯度越大，则平流强度也越大。

③等高线与等温线交角的大小。如其他条件相同，等高线与等温线的交角越接近90°，则平流强度也越大。