1、 一、气压场的表示方法 二、气压场的基本形式 三、气压场的空间结构,4-2 气压场,（一）等压线和等高面表示水平面气压场的情况通常是用等压线。气压相等的各点的连线，称为等压线。 将同一时刻各个气象台、站所观测到的海平面气压值填在一张海平面高度的地图上，然后用平滑的曲线把气压相等的点连结起来，就可用等压线的不同形式表示海平面的气压分布状况， 这种地图，画有同一高度的等压线，称为等高面图。,等高面图的由来,1000.0,997.5,995.0,992.5,低,997.5,995.0,1000.0,1002.5,1005.0,997.5,1000.0,1005.0,1002.5,1000.0,低,高
2、,b,a,等压面铅直剖面图,海平面图,高,一、气压场的表示方法,（一）等高面图:,主要表示水平方向上的气压分布状况,图上等压线分布的不同形式，表示气压分布的不同特点。等压线平直还是弯曲，表示气压分布简单还是复杂；等压线的排列方向，表示气压分布的方向。等压线呈东西向，表示气压沿纬向分布；呈南北向，表示气压沿经向分布；等压线闭合，表示气压分布出出高、低压中心；等压线疏密，表示水平方向上气压差异的程度。利用等高面图，就可分析同一水平面上气压分布的状况，可以判别气压高、低的所在位置，并可进行比较找出差异，为研究大气的运动打下基础。 一般只用于海平面。,（二）等高线和等压面（难点）等高线和等压面图 空间
3、气压场（高空）的情况一般用等压面图表示。在空间的每一点都有一个气压值，如果把所有气压相同的点连接起来，就形成一个等压面。 如果同一高度上气压相等，等压面水平。 如果同一高度上各地的气压不等，气压在空间的分布，就象山丘一样起伏不平。,1000hpa(海平面）,850hpa(1500m）,700hpa(3000m）,500hpa(5500m）,300hpa(9000m）,等压面的空间特点,由于气压随高度递减，因此在某一等压面以上 各处的气压值都小于该等压面上的气压值，等压面 以下各处气压值都大于该等压面上的气压值。,如850hpa等压面以上各处气压值都小于850hpa， 以下各处气压值都大于850
4、hpa。,等压面的空间特点,这个曲面有个明显的特点：等压面穿过地面任一点的铅垂线不会超过一次。,等压面近似水平。,650hpa 750hpa 850hpa,等压面的空间特点,等压面起伏形势同它附近水平面上 的气压高低分布有对应关系。,水平面,750hpa 800hpa 850hpa,C B A,C,A,PA=PB=PC=800hpa,PAPBPC,等压面下凹部位对应着水平面上的 低压区，愈凹愈低。等压面上凸部位对应着水平面上的 高压区，愈凸愈高。,等压面的空间特点,等压面上凸，代表是高压的空间形状 等压面下凹，代表是低压的空间形状,D高压,C 低压,A,B,同一高度,等压面的空间特点,根据这种
5、对应关系，可求出同一时间等压面各点的位势高度值，并用类似绘制地形等高线的方法，将某一等压面上相对于海平面的各位势高度点投影到海平面上，就得到一张等位势高度线（等高线）图，此图能表示该等压面的形势，故称等压面图。,(二)等压面图,H1,H2,H3,H4,P,A,B,H3,H4,H1,H2,H4,H3,高值区,低值区,高值区,A1,B1,等压面图是用等高线表示空间等压面起伏特征的图,c1,D,D,C,图：弯曲的粗实线为等压面 P H1H5都是等高面，它们与等压面相截（虚线），每条截线都在等压面上，所以截线上各点的气压均为P。 将这些截线投影到水平面上（下部的平行四边形），便得出等压面P上距海平面高
6、度分别为H1、H2、H3的许多等高线。,图的左边：等压面凸起部位，对应的是由一组闭合等高线构成的高值区，由中心向外递减 图的中间：等压面凹陷部位，对应的是由一组闭合等高线构成的低值区，由中心向外递增 所以，平面图中等高线的高、低中心代表气压的高、低中心，其疏密同缓陡相对应。如AB较陡，AB等高线密集；CD较缓，CD等高线稀疏。 单位是位势什米；虚线为温度场,气象台日常工作所分析的等压面图有： 850hpa 700hpa 500hpa 300hpa 200hpa 100hpa,它们分别代表 1500m 3000m 5500m 9000m 12000m 16000m 高度附近的水平气压场,海平面气
7、压场一般用等高面图（零高度面）来分析,等高线是指同一等压面上高度相等的各点的连线。等高线的分布就表示了空间气压场的状况，与等压线分布起着相同的作用。 将同一时间各个台站的某一高空等压面的高度填在一张地图上，画出等高线，则称为等压面图。 它可以表示高空某一等压面上的气压分布状况。目前气象台所绘制的高空图，就是等压面图。常用的等压面有：850毫巴、700毫巴和500毫巴等。,（二）等压面图：在等压面上用等高线表示等压面空间起伏特征的图1、等高线：空间高度相等各点的连线2、等压面：空间气压相等各点连成的面。特点：不是平面，而是曲面或倾斜的面等压面上凸：中心数字大于四周等压面下凹：中心数字小于四周,3
8、、等压面图：用不同高度的等高面截等压面，在等高面上得到许多交线（等高线），将各高度上的截线投影到水平面上，得到一张有许多等高线的等压面图。等高线中心数值大对应上凸的等压面等高线中心数值小对应下凹的等压面等高线密集说明空间的等压面此处坡陡等高线稀疏说明空间的等压面此处坡缓,4、等压面的高度单位位势米等高线的数值是高度单位，但不是几何高度，而是位势高度。 位势高度，把单位质量的物体从海平面上升到某高度时克服重力所作的功来表示的高度，其单位是位势米。,位势米H：当重力加速度g=9.8米/秒2时，使单位质量物体抬升1米的高度克服重力所消耗的功。在米、公斤、秒制中： 1位势米=mgh1公斤9.8米/秒2
9、1米=9.8焦耳 (1位势什米=10位势米)位势米条件是在45纬度海平面处。但重力加速度g是随高度和纬度而变化的：重力加速度在上升10千米大约减小0.03米/秒2。看表，重力加速度g在不同纬度海平面的变化：,重力加速度g在不同纬度海平面的变化纬度90 45 0（赤道）G(米/秒2) 9.83 9.8 9.78 因此：g1几何米。(在纬度低于45的低纬地区，位势米大于几何米) g=9.8米/秒2时，完成1位势米的功抬升高度 相当于1几何米。(位势米几何米) g9.8/米/秒2，完成1位势米的功抬升高度1几何米。(在高纬度地区位势米小于几何米),位势米H和几何米z之关系： 1位势米9.8焦耳， 单
10、位质量物质在任意纬度抬升意高度时，则为： 9.8*H=g*z H=g*z/9.8由上式可看出：以位势米为单位的位势高度和以米为单位的几何高度意义完全不同，前者是能量的一种单位，后者仅为高度单位。但在数学上虽有差别，但差别很小，可忽略不计。,我国从1950年1月1日开始使用位势米这个高度单位。 现在广播电台所说的500mb(毫巴)等压面的位势高度是指500mb等压面距海平面的位势。 500mb高度为什么不用几何高度，而用位势高度表示？,这是因为天气学理论主要是建立在流体力学和热力学基础上的，用位势高度表示在计算上有很多方便。其实，几何高度Z和位势高度h在数值上相差不大但概念上完全不同，一个是长度
11、单位，一个是能量单位。,等压面图上的等高线的单位,位势高度:单位质量(1000g)物体,从海平面(位势高度为0)抬升到z高度时克服重力所作的功,即位势米 1位势米=9.8J/kg 位势米与几何高度的换算H=g/9.8 *Z当g =9.8m/s2 时 H=Z 但意义不同1位势什米=10位势米,（二）等高线和等压面（难点）等高线和等压面图 空间气压场（高空）的情况一般用等压面图表示。在空间的每一点都有一个气压值，如果把所有气压相同的点连接起来，就形成一个等压面。 如果同一高度上气压相等，等压面水平。 如果同一高度上各地的气压不等，气压在空间的分布，就象山丘一样起伏不平。,一、气压场的表示方法等压线
12、和等高面等高线和等压面,一、气压场的表示方法 二、气压场的基本形式 三、气压场的空间结构,海平面气压场的基本型式（气压系统）,1、低压（低气压、气旋）,2、高压（高气压、反气旋）,3、槽（低压槽）,4、脊（高压脊）,D,G,5、鞍型气压场,气压场：气压的空间分布气压系统：在气压场中呈现出的不同的气压形势,如高压、低压、高压脊、低压槽、鞍型气压场等，统称为气压系统。,二、气压场的基本形式（海平面）1、低气压（低压）：2、高气压（高压）：3、低压槽：4、高压脊：5、鞍型气压场（鞍）：,37,高 空,气压系统用高空等压面上绘等位势高度线表示；简单（受地面影响小）纬向平直或波状等高线，闭合系统不多。,
13、38,39,40,三、气压系统的空间结构,气压系统存在于三度空间中 静力学方程告诉我们，气压随高度的变化同温度分布密切相关。 因此，气压系统的空间结构，往往由于与温度场的不同配置状况而有差异。当温度场与气压场配置重合时，称气压系统是温压场对称。 当温度场与气压场配置不重合时，称气压系统是温压场不对称。,41,（一）温压场对称系统,由于温压场配置重合，所以该系统中 水平面上等温线与等压线是基本平行的。,系统中包括：暖性高压冷性低压暖性低压冷性高压,三、气压场的空间结构,提问：什么是单位气压高度差？ 根据气压场和温度场的配置关系，主要有以下系统,复习：,单位气压高度差,定义：气压每改变1mb所需
14、要上升或下降的高度 单位：m/mb、m/hpa,表达式：,意义：h1/低层、冷空气大，h小，气压降的快；高层、热空气小，h大，气压降的慢。,一、气压场的表示方法 二、气压场的基本形式 三、气压场的空间结构深厚对称系统浅薄对称系统温压场不对称系统,（一）深厚的对称系统,温度场中的冷、暖中心气压场中的低、高压中心,47,1、暖性高压,高压中心区为暖区，四周为冷区， 等压线和等温线基本平行，暖中 心与高压中心基本重合。,N G,平面图上的暖高压,单位气压高度差（h）与温度（T） 成正比；,温度愈高，等压面间的间距愈大，,暖高压因中心部位温度高于四周， 其高层等压面较低层向上凸得多，而 且愈向高空伸展
15、，向上凸出得愈多。,暖高压不仅伸展的高度很高，而且 还随高度增高而加强。,剖面图上的暖高压,1、暖高压,dP= g,密度大的气层气压降低的快。冷空气密度大，使得两边的空气气压降低快。,49,2、冷性低压,低压中心区为冷区，四周为暖区， 等压线和等温线基本平行，冷中心与 低压中心基本重合。,L D,平面图上的冷低压,单位气压高度差（h）与温度（T） 成正比；,温度愈低，等压面间的间距愈小，,冷低压因中心部位温度低于四周， 其高层等压面较低层向下凹得多，而 且愈向高空伸展，向下凹陷得愈多。,冷低压不仅伸展的高度很高，而且 还随高度增高而加强。,剖面图上的冷低压,2、冷低压,dP= g,密度大的气层
16、气压降低的快。冷空气密度大，使得中心气压更低。,(二）浅薄的对称系统,温度场中的冷、暖中心气压场中的高、低压中心,1、暖低压,H=1/g,dP= g,密度大的气层气压降低的快。冷空气密度大，使得两边的空气气压降低快。,？,53,1、暖性低压,低压中心区为暖区，四周为冷区， 等压线和等温线基本平行，暖中心与 低压中心基本重合。,N D,平面图上的暖低压（低空）,单位气压高度差（h）与温度（T） 成正比；,温度愈高，等压面间的间距愈大，,暖低压因中心部位温度高于四周， 等压面凹陷程度随高度升高而逐渐减 小，最后趋于消失。若温压场结构不变，随高度继续增 加，暖低压就会变成暖高压系统。,剖面图上的暖低
17、压,2、冷高压,H=1/gdP= g,密度大的气层气压降低的快。冷空气密度大，使得两边的空气气压降低快。,55,2、冷性高压,高压中心区为冷区，四周为暖区， 等压线和等温线基本平行，冷中心与 高压中心基本重合。,L G,平面图上的冷高压（低空）,单位气压高度差（h）与温度（T） 成正比；,温度愈低，等压面间的间距愈小，,冷低压因中心部位温度低于四周， 等压面凸起程度随高度升高而逐渐减 小，最后趋于消失。若温压场结构不变，随高度继续增 加，冷高压就会变成冷低压系统。,剖面图上的冷高压,56,由上可见，地面上的暖高压和冷低压都随高度增高而加强，一直伸展到500hpa等压面高度上仍然维持闭合等高线，
18、这类系统称为深厚系统。 实际上，高空大气中的高压系统几乎都是暖性的，低压系统都是冷性的。 如西太平洋副热带高压，就是暖高压；我国东北的冷涡，就是冷低压。地面的暖低压和冷高压都随高度增高而减弱，到某一高度后就消失了。它们只存在于低空，称为浅薄系统。 如西伯利亚冷高压；我国西北高原地区常出现暖低压。,57,（三）温压场不对称系统,指地面的高、低压系统中心同温度场冷暖中心配置不相重合的系统。这种气压系统，中心轴线（同一气压系统在各高度上的系统中心的连线）不是铅直的，而发生偏斜。,1、高压区,H=1/g,向高空，高压轴线偏向？ 暖区,59,高压,暖区 冷区,地面高压的暖区一侧 的单位气压高度差（h）
19、比冷区一侧大；,随着高度的增加，高 压中心将向暖区移动，,各层高压中心的连线 将向暖区倾斜。,2、低压区,H=1/g,向高空，低压轴线偏向？ 冷区,61,低压,地面低压的冷区一侧 的单位气压高度差（h） 比暖区一侧小；,随着高度的增加，低 压中心将向冷区移动，,各层低压中心的连线 将向冷区倾斜。,62,在北半球的中高纬度，冷空气一般从西北方向移来，因而低压轴线常常向西北方向倾斜； 而高压的西南部比较暖，高压中心轴线便向西南方向倾斜。由于大气的平均温度场一般呈槽、脊形式，所以，在地面图上的闭合高、低压系统，在高空（500hpa等压面）往往呈现为低压槽和高压脊，即整个气压形势呈现出与温度场相近似的波状形式。,63,大气中气压系统的温压场配置绝大多数是不对称的，对称系统很少，因而气压系统的中心轴线大多是倾斜的。气压系统的温压场结构对于天气的形成和演变有着重要影响。,三、气压场的空间结构深厚对称系统浅薄对称系统温压场不对称系统,
