第二節(jié)氣壓場

第二節(jié)氣壓場第一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（一）等壓線和等高面

表示水平面氣壓場的情況通常是用等壓線。氣壓相等的各點的連線，稱為等壓線。將同一時刻各個氣象臺、站所觀測到的海平面氣壓值填在一張海平面高度的地圖上，然后用平滑的曲線把氣壓相等的點連結(jié)起來，就可用等壓線的不同形式表示海平面的氣壓分布狀況，這種地圖，畫有同一高度的等壓線，稱為等高面圖。第二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一第三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一等高面圖的由來1000.0997.5995.0992.5低997.5995.01000.01002.51005.0997.51000.01005.01002.51000.0低高ba等壓面鉛直剖面圖海平面圖高第四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一一、氣壓場的表示方法（一）等高面圖:主要表示水平方向上的氣壓分布狀況第五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

圖上等壓線分布的不同形式，表示氣壓分布的不同特點。等壓線平直還是彎曲，表示氣壓分布簡單還是復雜；等壓線的排列方向，表示氣壓分布的方向。等壓線呈東西向，表示氣壓沿緯向分布；呈南北向，表示氣壓沿經(jīng)向分布；等壓線閉合，表示氣壓分布出出高、低壓中心；等壓線疏密，表示水平方向上氣壓差異的程度。

利用等高面圖，就可分析同一水平面上氣壓分布的狀況，可以判別氣壓高、低的所在位置，并可進行比較找出差異，為研究大氣的運動打下基礎(chǔ)。一般只用于海平面。第六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（二）等高線和等壓面（難點）

等高線和等壓面圖空間氣壓場（高空）的情況一般用等壓面圖表示。在空間的每一點都有一個氣壓值，如果把所有氣壓相同的點連接起來，就形成一個等壓面。如果同一高度上氣壓相等，等壓面水平。如果同一高度上各地的氣壓不等，氣壓在空間的分布，就象山丘一樣起伏不平。第七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1000hpa(海平面）

850hpa(1500m）

700hpa(3000m）500hpa(5500m）

300hpa(9000m）

等壓面的空間特點第八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

由于氣壓隨高度遞減，因此在某一等壓面以上各處的氣壓值都小于該等壓面上的氣壓值，等壓面以下各處氣壓值都大于該等壓面上的氣壓值。

如850hpa等壓面以上各處氣壓值都小于850hpa，以下各處氣壓值都大于850hpa。等壓面的空間特點第九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

這個曲面有個明顯的特點：等壓面穿過地面任一點的鉛垂線不會超過一次。等壓面近似水平。650hpa750hpa850hpa等壓面的空間特點第十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一等壓面起伏形勢同它附近水平面上的氣壓高低分布有對應關(guān)系。水平面750hpa800hpa850hpaCBAC’A’PA’=PB=PC’=800hpaPA＞PB＞PC等壓面下凹部位對應著水平面上的低壓區(qū)，愈凹愈低。等壓面上凸部位對應著水平面上的高壓區(qū)，愈凸愈高。等壓面的空間特點第十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一等壓面上凸，代表是高壓的空間形狀等壓面下凹，代表是低壓的空間形狀D高壓C低壓AB同一高度等壓面的空間特點第十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

根據(jù)這種對應關(guān)系，可求出同一時間等壓面各點的位勢高度值，并用類似繪制地形等高線的方法，將某一等壓面上相對于海平面的各位勢高度點投影到海平面上，就得到一張等位勢高度線（等高線）圖，此圖能表示該等壓面的形勢，故稱等壓面圖。第十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一(二)等壓面圖H1H2H3H4PABH3H4H1H2H4H3高值區(qū)低值區(qū)高值區(qū)A1B1等壓面圖是用等高線表示空間等壓面起伏特征的圖c1DDC第十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一圖：彎曲的粗實線為等壓面PH1—H5都是等高面，它們與等壓面相截（虛線），每條截線都在等壓面上，所以截線上各點的氣壓均為P。將這些截線投影到水平面上（下部的平行四邊形），便得出等壓面P上距海平面高度分別為H1、H2、H3…的許多等高線。第十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一圖的左邊：等壓面凸起部位，對應的是由一組閉合等高線構(gòu)成的高值區(qū)，由中心向外遞減圖的中間：等壓面凹陷部位，對應的是由一組閉合等高線構(gòu)成的低值區(qū)，由中心向外遞增所以，平面圖中等高線的高、低中心代表氣壓的高、低中心，其疏密同緩陡相對應。如AB較陡，A’B’等高線密集；CD較緩，C’D’等高線稀疏。單位是位勢什米；虛線為溫度場第十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一第十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一氣象臺日常工作所分析的等壓面圖有：850hpa700hpa500hpa300hpa200hpa100hpa它們分別代表1500m3000m5500m9000m12000m16000m高度附近的水平氣壓場海平面氣壓場一般用等高面圖（零高度面）來分析第十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一等高線是指同一等壓面上高度相等的各點的連線。等高線的分布就表示了空間氣壓場的狀況，與等壓線分布起著相同的作用。將同一時間各個臺站的某一高空等壓面的高度填在一張地圖上，畫出等高線，則稱為等壓面圖。它可以表示高空某一等壓面上的氣壓分布狀況。目前氣象臺所繪制的高空圖，就是等壓面圖。常用的等壓面有：850毫巴、700毫巴和500毫巴等。第十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（二）等壓面圖：在等壓面上用等高線表示等壓面空間起伏特征的圖

1、等高線：空間高度相等各點的連線

2、等壓面：空間氣壓相等各點連成的面。特點：不是平面，而是曲面或傾斜的面等壓面上凸：中心數(shù)字大于四周等壓面下凹：中心數(shù)字小于四周

第二十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一3、等壓面圖：用不同高度的等高面截等壓面，在等高面上得到許多交線（等高線），將各高度上的截線投影到水平面上，得到一張有許多等高線的等壓面圖。等高線中心數(shù)值大——對應上凸的等壓面等高線中心數(shù)值小——對應下凹的等壓面等高線密集——說明空間的等壓面此處坡陡等高線稀疏——說明空間的等壓面此處坡緩第二十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一4、等壓面的高度單位──位勢米

等高線的數(shù)值是高度單位，但不是幾何高度，而是位勢高度。位勢高度，把單位質(zhì)量的物體從海平面上升到某高度時克服重力所作的功來表示的高度，其單位是位勢米。第二十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一位勢米H：當重力加速度g=9.8米/秒2時，使單位質(zhì)量物體抬升1米的高度克服重力所消耗的功。在米、公斤、秒制中：1位勢米=mgh＝1公斤×9.8米/秒2×1米=9.8焦耳

(1位勢什米=10位勢米)

位勢米條件是在45°緯度海平面處。但重力加速度g是隨高度和緯度而變化的：重力加速度在上升10千米大約減小0.03米/秒2?？幢恚亓铀俣萭在不同緯度海平面的變化：第二十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一重力加速度g在不同緯度海平面的變化

緯度90°45°0°（赤道）

G(米/秒2)

9.839.89.78

因此：g<9.8米/秒2時，完成1位勢米的功抬升高度>1幾何米。(在緯度低于45°的低緯地區(qū)，位勢米大于幾何米)g=9.8米/秒2時，完成1位勢米的功抬升高度相當于1幾何米。(位勢米＝幾何米)

g>9.8/米/秒2，完成1位勢米的功抬升高度<1幾何米。(在高緯度地區(qū)位勢米小于幾何米)第二十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一位勢米H和幾何米z之關(guān)系：∵1位勢米＝9.8焦耳，

∴單位質(zhì)量物質(zhì)在任意緯度抬升意高度時，則為：9.8*H=g*z

H=g*z/9.8

由上式可看出：以位勢米為單位的位勢高度和以米為單位的幾何高度意義完全不同，前者是能量的一種單位，后者僅為高度單位。但在數(shù)學上雖有差別，但差別很小，可忽略不計。第二十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一我國從1950年1月1日開始使用位勢米這個高度單位?，F(xiàn)在廣播電臺所說的500mb(毫巴)等壓面的位勢高度是指500mb等壓面距海平面的位勢。500mb高度為什么不用幾何高度，而用位勢高度表示？第二十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一這是因為天氣學理論主要是建立在流體力學和熱力學基礎(chǔ)上的，用位勢高度表示在計算上有很多方便。其實，幾何高度Z和位勢高度h在數(shù)值上相差不大但概念上完全不同，一個是長度單位，一個是能量單位。

第二十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一等壓面圖上的等高線的單位位勢高度:單位質(zhì)量(1000g)物體,從海平面(位勢高度為0)抬升到z高度時克服重力所作的功,即位勢米1位勢米=9.8J/kg位勢米與幾何高度的換算

H=gφ/9.8*Z

當gφ=9.8m/s2時H=Z但意義不同1位勢什米=10位勢米H：位勢米gφ：緯度φ處的重力加速度Z：幾何高度第二十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（二）等高線和等壓面（難點）

等高線和等壓面圖空間氣壓場（高空）的情況一般用等壓面圖表示。在空間的每一點都有一個氣壓值，如果把所有氣壓相同的點連接起來，就形成一個等壓面。如果同一高度上氣壓相等，等壓面水平。如果同一高度上各地的氣壓不等，氣壓在空間的分布，就象山丘一樣起伏不平。第二十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一一、氣壓場的表示方法

等壓線和等高面等高線和等壓面第三十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一一、氣壓場的表示方法

二、氣壓場的基本形式

三、氣壓場的空間結(jié)構(gòu)第三十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一第三十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

海平面氣壓場的基本型式（氣壓系統(tǒng)）1、低壓（低氣壓、氣旋）2、高壓（高氣壓、反氣旋）D逆時針旋轉(zhuǎn)向中心輻合絕熱上升多陰雨天氣G順時針旋轉(zhuǎn)向四周輻散絕熱下沉多晴好天氣3、槽（低壓槽）4、脊（高壓脊）DG第三十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一5、鞍型氣壓場第三十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

氣壓場：氣壓的空間分布氣壓系統(tǒng)：在氣壓場中呈現(xiàn)出的不同的氣壓形勢,如高壓、低壓、高壓脊、低壓槽、鞍型氣壓場等，統(tǒng)稱為

氣壓系統(tǒng)。第三十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一二、氣壓場的基本形式（海平面）

1、低氣壓（低壓）：

2、高氣壓（高壓）：

3、低壓槽：

4、高壓脊：

5、鞍型氣壓場（鞍）：第三十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一高空氣壓系統(tǒng)用高空等壓面上繪等位勢高度線表示；簡單（受地面影響小）

緯向平直或波狀等高線，閉合系統(tǒng)不多。37第三十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一38第三十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一39第三十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一三、氣壓系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)氣壓系統(tǒng)存在于三度空間中靜力學方程告訴我們，氣壓隨高度的變化同溫度分布密切相關(guān)。因此，氣壓系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)，往往由于與溫度場的不同配置狀況而有差異。當溫度場與氣壓場配置重合時，稱氣壓系統(tǒng)是溫壓場對稱。當溫度場與氣壓場配置不重合時，稱氣壓系統(tǒng)是溫壓場不對稱。40第四十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（一）溫壓場對稱系統(tǒng)

由于溫壓場配置重合，所以該系統(tǒng)中水平面上等溫線與等壓線是基本平行的。系統(tǒng)中包括：暖性高壓冷性低壓暖性低壓冷性高壓41第四十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一三、氣壓場的空間結(jié)構(gòu)提問：什么是單位氣壓高度差？根據(jù)氣壓場和溫度場的配置關(guān)系，主要有以下系統(tǒng)復習：第四十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一單位氣壓高度差定義：氣壓每改變1mb所需要上升或下降的高度單位：m/mb、m/hpa1000mb900mb500mb400mbh（ρ大）h1（ρ?。┑孛娴谒氖摚擦捻?，編輯于2023年，星期一表達式：意義：

h∝1/ρ

低層、冷空氣ρ大，h小，氣壓降的快；高層、熱空氣ρ小，h大，氣壓降的慢。第四十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一

一、氣壓場的表示方法

二、氣壓場的基本形式三、氣壓場的空間結(jié)構(gòu)深厚對稱系統(tǒng)淺薄對稱系統(tǒng)溫壓場不對稱系統(tǒng)第四十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（一）深厚的對稱系統(tǒng)

溫度場中的冷、暖中心

氣壓場中的低、高壓中心第四十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1、暖性高壓高壓中心區(qū)為暖區(qū)，四周為冷區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，暖中心與高壓中心基本重合。N

G平面圖上的暖高壓單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比；溫度愈高，等壓面間的間距愈大，暖高壓因中心部位溫度高于四周，其高層等壓面較低層向上凸得多，而且愈向高空伸展，向上凸出得愈多。

暖高壓不僅伸展的高度很高，而且還隨高度增高而加強。剖面圖上的暖高壓47第四十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1、暖高壓高暖冷冷h1h2h2dP=ρg,密度大的氣層氣壓降低的快。冷空氣密度大，使得兩邊的空氣氣壓降低快。等溫線等壓線第四十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、冷性低壓低壓中心區(qū)為冷區(qū)，四周為暖區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，冷中心與低壓中心基本重合。LD平面圖上的冷低壓單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比；溫度愈低，等壓面間的間距愈小，冷低壓因中心部位溫度低于四周，其高層等壓面較低層向下凹得多，而且愈向高空伸展，向下凹陷得愈多。

冷低壓不僅伸展的高度很高，而且還隨高度增高而加強。剖面圖上的冷低壓49第四十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、冷低壓低冷暖暖h1h1h2

dP=ρg,密度大的氣層氣壓降低的快。冷空氣密度大，使得中心氣壓更低。第五十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一(二）淺薄的對稱系統(tǒng)

溫度場中的冷、暖中心氣壓場中的高、低壓中心第五十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1、暖低壓低冷冷暖h1h1h2H=1/ρgdP=ρg,密度大的氣層氣壓降低的快。冷空氣密度大，使得兩邊的空氣氣壓降低快。？第五十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一1、暖性低壓低壓中心區(qū)為暖區(qū)，四周為冷區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，暖中心與低壓中心基本重合。ND平面圖上的暖低壓（低空）單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比；溫度愈高，等壓面間的間距愈大，暖低壓因中心部位溫度高于四周，等壓面凹陷程度隨高度升高而逐漸減小，最后趨于消失。若溫壓場結(jié)構(gòu)不變，隨高度繼續(xù)增加，暖低壓就會變成暖高壓系統(tǒng)。剖面圖上的暖低壓53第五十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、冷高壓h1h1h2高冷暖暖H=1/ρgdP=ρg,密度大的氣層氣壓降低的快。冷空氣密度大，使得兩邊的空氣氣壓降低快。到高空，？第五十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一2、冷性高壓高壓中心區(qū)為冷區(qū)，四周為暖區(qū)，等壓線和等溫線基本平行，冷中心與高壓中心基本重合。LG平面圖上的冷高壓（低空）單位氣壓高度差（h）與溫度（T）成正比；溫度愈低，等壓面間的間距愈小，冷低壓因中心部位溫度低于四周，等壓面凸起程度隨高度升高而逐漸減小，最后趨于消失。若溫壓場結(jié)構(gòu)不變，隨高度繼續(xù)增加，冷高壓就會變成冷低壓系統(tǒng)。剖面圖上的冷高壓55第五十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一由上可見，地面上的暖高壓和冷低壓都隨高度增高而加強，一直伸展到500hpa等壓面高度上仍然維持閉合等高線，這類系統(tǒng)稱為深厚系統(tǒng)。實際上，高空大氣中的高壓系統(tǒng)幾乎都是暖性的，低壓系統(tǒng)都是冷性的。如西太平洋副熱帶高壓，就是暖高壓；我國東北的冷渦，就是冷低壓。地面的暖低壓和冷高壓都隨高度增高而減弱，到某一高度后就消失了。它們只存在于低空，稱為淺薄系統(tǒng)。如西伯利亞冷高壓；我國西北高原地區(qū)常出現(xiàn)暖低壓。56第五十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期一（三）溫壓場不對稱系統(tǒng)指地面的高、低壓系統(tǒng)中心同溫度場冷暖中心配置不