第一章 天气图基本分析方法

(一) 等值线分析原则（续）
又如在图1.9(b)中， 如果两根数值都是 F1的等值线相交， 则甲区和乙区的数值， 对一根等值线来说应 大于F1，而对另一 根等值线来说却应小 于F1，这是不可能 的。
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(一) 等值线分析原则（续）
同样，在图1.9(c) 中，当等值线分枝 时在乙区既大于 F1又小于F1，这 也是不可能的。
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(一) 等值线分析原则（续）
但由于地面摩擦作用，风向与等压线有 一定的交角，即风从等压线的高压一侧 吹向低压一侧，风向和等压线的交角， 在海洋上一般为15度，在陆地平原地区 约为30度(图1.11)。
但在我国西部及西南地区大部分为山地 和高原的情况下，由于地形复杂，地转 风关系常常得不到满足。
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一、海平面气压场的分析
气压的分布称为气压场。 海平面上的气压分布称为海平面气
压场。 气压的三度空间分布(简称空间分布，包
括水平和垂直的分布)称为空间气压场。
其它气象要素场的概念与此相同。
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一、海平面气压场的分析（续）
海平面气压场分析就是在地面图上 绘制等压线，即把气压数值相等的 各点连成线。
第一章 天气图基本分析方法
向卫国
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什么是天气图？
天气图是填有各地同一时间气象观 测记录的特种地图，它描述了某一 瞬间某一区域的天气情况。
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天气图是制作天气预报的基本工 具之一
对天气图的连续分析和研究，就可 获得天气过程发展的规律，从而作 出天气预报。
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天气图的分类
地面天气图 (简称地面图) 等压面图 (简称高空图) 辅助图表：
还填有一些能反映空中气象要素的记录，
如云高、云状等；
既有当时的记录，又有一些能反映短期 内天气演变实况及趋势的记录，
如三小时变压、气压倾向等。
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1.2 地面天气图分析（续）
因此，地面天气图在天气分析和预 报中是一种很重要的工具。
地面天气图的分析项目：
海平面气压场、 三小时变压场、 天气现象、 锋。
在我国常用的天气图上有时同时用1 和3两种表示法标出。
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二、地图比例尺（续）
天气图底图缩尺的大小与所要分析 的天气客体的规模和底图范围有关。
小缩尺的底图适宜于研究大规模的天气客体， 大缩尺的底图只适宜于研究规模小的天气客
体。 对于我们研究大规模的天气客体来说，地图
缩尺一般为千万分之一到几千万分之一。
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(一) 等值线分析原则（续）
4. 相邻两根等值线的数值必须是连续 的，即其数值或者相等，或只差一 个间隔。
这是因为各种要素场的分布都是连续的。 在高值区和低值区之间，相邻等值线的数
值是顺序递减的，两者只差一个间隔。
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(一) 等值线分析原则（续）
如果两条相邻等值线的差为两个间隔，则说 明在这两条等值线之间还存在另一条数值在 两者之间的等值线。
②等面积：
即各区域的缩尺一样，因而在底图上的任一区域的 面积，都与实际地球表面该区域的面积有一定比例 关系，但形状和方向有差异。
③正向：
即保持方向准确，各区域经纬线都正交。
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以上几点之中，在天气分析上主要 考虑正向和正形，因为这样可以保 证图上风向的准确以及气压系统的 形状和移动方向与实际相同。
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(一) 等值线分析原则（续）
3. 等值线不能相交，不能分枝，不能 在图中中断。
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(一) 等值线分析原则（续）
如在图1.9(a)中，如 果二根数值不等的等 值线F1和F2相交， 则交点A上就出现两 个数值，这是不可能 的。
因为A点上，只能有 一个数值，其数值或 者为F1，或者为F2。
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在风速大的地区，等压线可分析得密集一些； 风速小的地区，等压线可分析得稀疏一些。
在两个高值区域或两个低值区域之间，则必 有两根相邻的等值线，其[数值是相等的等 值线两边同高、低]，并且这两条等值线的 数值在两个高值区之间必须是最低值，在两 个低值区之间，必须是最高值。
如果两者数值不等，则必存在另一等值线， 使其数值相等。
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(一) 等值线分析原则（续）
如图1.10中的A区， 对左边的等值线 F+凹而言，A区 的数值应小于 F+△F，因此A区 和右边的等值线 F+△2F之间必定 还有另一根数值为 F+△F的等值线。
(图1.1中的O点)，
双标准纬圈圆锥投影法
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(一) 兰勃特(Lambert)正形圆锥 投影（续）
将经纬线及地形投 影到圆锥形的图纸 上，然后将图纸展 开成扇形，再加适 当订正，即得兰勃 特投影图
(图1．2)。
兰勃特投影图
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(一) 兰勃特(Lambert)正形圆锥 投影（续）
在这种投影图上，经线呈放射形直线，纬线呈 同心圆弧，相割的两纬圈(30°和60°)的长 度与地球仪上对应处的实际长度相符，称为标 准纬线。
剖面图 单站高空风分析图 温度一对数压力图等。
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天气分析与预报
在进行天气分析时，依据天气图上 的气象观测资料，运用天气学原理， 分析各种天气现象和天气系统的演 变过程，从而掌握它的发展规律。
只有对天气形势作出正确的分析后， 才有可能作出正确的天气预报。
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1.1 天气图底图
天气图底图是用来填写各地气象站观测 记录的特种空白地图。
天气图底图上标绘有经纬度、海陆分布、地形等， 以便分析时考虑下垫面对天气的影响。
底图上还标有气象站的区号、站号和主要城市名称， 供填图和预报时使用。
底图上的范围和比例尺的大小主要根据天气分析内 容、预报时效、季节和地区等而定。
本节将简单地介绍天气图底图投影的有 关知识。
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一、地图的投影
地球是一个椭球体：
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(二) 极射赤面投影（续）
例如球面上A、B、 C、D四点分别投 影到平面MN上 A’、B’、C’ 、D’ 的位置上，用这
种投影法作成的
地图，其经线为
一组由北极向赤
道发出的放射形
直线，纬线为一
组围绕北极的同 心圆(图1.3)。
图1.3 极射赤面投影法
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(二) 极射赤面投影（续）
这种投影保持正向和正形，但放大 率随纬度的不同而不同。
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放大系数
在天气图上作各种物理量计算时， 常要考虑地图投影法的放大率(或放 大系数)。
从天气学的要求考虑，希望放大系 数能近于1。
为了便于参考，我们把各种投影法 的放大系数m值列于表1.1中。
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二、地图比例尺
地图上两点间的长度与地表上相应 两点间的实际长度之比，叫做比例 尺，或称缩尺。
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常用的天气图底图有三种：
(一) 兰勃特(Lambert)正形圆锥投影 (二) 极射赤面投影 (三) 墨卡托(Mercator)投影
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(一) 兰勃特(Lambert)正形圆锥 投影
这种投影法也称双 标准纬线圆锥投影 法
是将平面图纸卷成圆 锥形，与地球仪的 30°和60°纬圈相 割，并把光源置于地 球中心
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(一) 等值线分析原则（续）
1. 同一条等值线上要素值处处相等。
这就是说，分析时必须使等值线通过同一要素值 相等的测站。
2. 等值线一侧的数值必须高于另一侧的数 值。
这就是说，分析时等值线应在一个高于等值线数 值的测站和一个低于等值线数值的测站之间通过。 而不能在都高于(或都低于)等值线数值的两个测 站之间通过。
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二、地图比例尺（续）
其表示法主要有： 1. 比例式
如 1:10000000 即地图上的1cm相当于 实际100km。
2. 图解式 3. 斜线图解尺 或称复式图解尺
如图1.7所示
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二、地图比例尺（续）
由于兰勃特正形圆锥投影图在各纬 度上放大率是不同的，故需用复式 图解尺表示其缩尺。
其特点就是对不同的纬度用不同的缩尺来表 示，使用时必须注意与纬度配合，才能正确 表示出实际距离。
长轴半径长6378.2km，短轴半径长6356.9km， 相差0.3％，可以近似地看做是圆球体。
把具有球形的地球表面情况表现在平面 上，必须要有专门的投影技术。
我们将地球上的经、纬线及海岸线在平 面上表示出来的方法叫做地图投影。
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选择地图投影方法时，主要考虑 以下几点：
①正形：
即在每一点上，经圈及纬圈的缩尺一样，地球上两 交线间的交角也保持不变，这样可保持地区的形状。
把圆筒展开便作成 一张地图。
图1.5 墨卡托投影法
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(三) 墨卡托(Mercator)投影（续）
在这种地图上经、纬 线都是以直线表示的。
由于在低纬地区用这 种投影与实况较为接 近，而在高纬地区投 影面积放大倍数太大。
所以这种图主要适用 于作赤道或低纬地区 的天气图底图
(图1.6)。
图1.6 墨卡托投影图
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(二) 绘制等压线时的注意事项 （续）
图1.12是绘制等压线的实例
其中虚线绘制得不正确，有很多小弯曲，等 压线的曲率和疏密分布也没有规律。
实线为正确地绘制的等压线。
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图1.12 等压线画法
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(二) 绘制等压线时的注意事项 （续）
3. 相邻两站间气压变化比较均匀时，等压 线的位置可用内插法确定。
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图1.11 等压线与风的关系
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(二) 绘制等压线时的注意事项
1. 等压线用黑色铅笔绘制（2B铅笔）。 2. 等压线一般应保持平滑，
除非有可靠的记录外，应避免不规则的小弯曲和 突然的曲折(但通过不连续线时例外)。
等压线的分布从疏到密或从平直到弯曲之间的变 化，必须逐渐过渡。
只有在等压线很稀疏的地区(如低纬度及中纬度的 夏季)，并有可靠的记录作根据时，才可分析局部 的小弯曲。