第四章 天气图的基础知识

第一节天气图的一般知识
天气图底图投影方式：天气图底图是用来填写各测站气象观测资料而特制的空白地图。

常用的天气图底图有：南、北半球天气图、中纬度区域天气图、热带低纬地区天气图等。

制作底图的投影方式主要有以下三种。

1．兰勃特投影
兰勃特投影法又称等角正割圆锥投影。

将地球体的30︒和60︒纬圈与圆锥面相割，经纬线及地形投影到圆锥形的图纸上，展开后经线呈放射形直线，纬线是同心圆弧。

这种图最适宜作中纬度地区的天气图底图。

我国、日本等国的天气图底图均采用这种投影。

2．极地平面投影
用这种投影法制成的底图，其经线为一组由极地向赤道发出的放射形直线，纬线为一组围绕极地的同心圆。

这种投影适宜作北（南）半球天气图底图。

3．墨卡托投影
用一圆筒套在地球体上，地球赤道表面与圆柱面相切（或相割），光源放在地球中心进行投影。

把圆筒展开便制成一张图，其经、纬线都为平行直线。

由于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。

天气图的种类和图时： 1．天气图的种类
天气分布是三维空间的，为了比较全面地揭示天气状况，在气象分析和预报中，通常绘制三种类型的天气图，即地面天气图、高空天气图和辅助图。

天气图的制作过程依次为观测、编报发送、收报、填图、分析。

地面天气图是根据地面观测资料绘制的，它是一种综合性天气图，是天气分析和预报中最基本的天气图。

高空天气图就是等压面上的形势图，它是根据高空观测资料绘制的。

辅助图是配合地面天气图和高空等压面图而使用的特定图。

2．天气图的图时
根据世界气象组织（WMO）的规定，通常地面天气图每天制作4次，分别在世界时00时、06时、12时、18时，即北京时08时、14时、20时、次日02时。

此外，中间还有4次补充观测时间，所以实际上每隔3 h就有一地面天气图产生。

高空天气图一天制作两次，世界时00时、12时，即北京时08时和20时。

第二节地面天气图
地面天气图的填绘：各地同一时刻观测的地面资料，传递到各大气象通信中心，然后再由通信中心向各地气象台传播。

气象台接收到各地气象观测报文之后，要按照国际规定的统一格式，把收到的电码译成数字或符号填入天气图底图。

由于观测资料的来源不同，又分为陆地测站填图格式和船舶测站填图格式。

1．陆地测站填图格式（图4-2-1）
陆地测站填图格式及实例如图（a）。

其中：
○--表示空白底图上相应的测站或船位，称为站圈。

N--总云量。

C L，C M，C H--低云状，中云状，高云状。

N h--低云量，以数字表示。

h--低云高。

以数字表示，单位为m。

PPP--海平面气压。

以数字表示，单位为hPa。

省略了气压的百位和千位数，只填十位、个位和小数一位，但不点小数点。

如气压1013.2 hPa，则图上填132。

±PP--3h气压变量。

即观测时与观测前3h气压的差值，单位为hPa，要求准确到小数一位，但不点小数点。

如果气压上升，数字前加“十”号；气压下降，则数字前加“一”号。

a--3h气压倾向。

RR--观测前6h内（包括观测时）的降水量。

以数字表示，单位为mm。

TT--气温。

以数字表示，单位为℃。

若实际气温为零下，则前面加“一”号。

T d T d--露点温度。

以数字表示，单位为℃。

WW--现在天气现象，即观测时或观测前lh内的天气现象。

W--过去天气现象，即观测前6 h内出现的天气现象。

VV--水平能见度。

以数字表示、单位为km。

例如：图上填写10表示能见距离为10 km；填写0.5，则表示能见距离为500 m。

dd--风向。

风向用矢杆表示，矢杆的一端应紧靠站圈并指向站圈中心，从站圈往外矢杆所指的方向，就是风的来向即风向。

ff--风速。

风速以矢羽表示，矢羽与矢杆垂直，绘制在低压一侧。

在我国天气图上，矢羽为一长杠代表4 m/s，一短杠代表2 m/s，三角旗代表20 m/s。

在国外天气图上，矢羽为一长杠代表10 kn，一短杠代表5 kn，三角旗代表50 kn。

2．船舶测站填图格式
图4-2-2是国际规定的船舶测站填图格式，它与陆地测站格式相似，填写规定两者相同的不再重述。

P w P w--风浪周期，单位为s。

H w H w--风浪波高，单位为m。

D1V1--船舶航向、航速。

d w d w--主波向。

指大波传播的方向。

P S P S--涌浪周期，单位为s。

H S H S--涌浪波高，单位为m。

另外，不同国家的填写项目和具体规定可能与国际格式稍有不同，在使用天气图时要注意。

地面图分析项目：在地面图底图上填写好各测站观测资料之后，通过地面天气图的分析，可以了解地面天气系统和天气现象的分布状况，进而判断天气演变趋势。

地面天气图的分析项目，通常包括海平面气压场，三小时变压场，天气现象和锋等。

1．海平面气压场分析
分析海平面气压场就是在地面图上绘制等压线，从而分析气压系统在海平面上的分布情况。

（1）等压线分析的基本原则。

等压线是等值线的一种，具有各种等值线分析的共同规律。

分析等压线的原则如下：
①在同一条等压线上，其气压值处处相等。

因此，等压线不能相交，不能分支，不能在图中中断；
②等压线一侧的数值必须高于另一侧的数值，即等压线应在一个高于等压线数值和低于等压线数值的测站之间通过；
③在两高值或两低值之间，必须有两条相邻的等压线，其数值相等，并且这两条等压线的数值在两个高值区之间是最低值，在两个低值区之间是最高值；
④等压线应为圆滑曲线，不能画成折线。

此外，还要遵循风压定律。

在北半球背风而立，高压在右后侧，低压在左前方。

等压线愈密集的地方，风速愈大。

（2）等压线分析的技术规定：
①等压线用黑色铅笔绘制成实线。

在我国地面天气图上，等压线规定每隔2.5 hPa画一条。

在国外地面天气图上，等压线规定每隔4 hPa画一条。

②不闭合的等压线应画到图边或终止在某一经线或纬线上，两端应标注气压（hPa）数值。

标注的数值应与纬圈平行；
③在我国地面天气图上，低压中心标注“D”，高压中心标注“G”；在国外地面天气图上，低压中心标注“L”，高压中心标注“H”。

但有些国家同我国一样，根据本国的习惯用法标注。

④等压线穿过锋线时，应有明显的折角或气旋性曲率的突然增加，且折角的尖端指向高压一侧。

等压线分析应尽量平滑一些，避免不必要的小弯曲和突然曲折。

两条数值相等的等压线，避免互相平行过长而又相距很远。

2．天气区的描绘
为了便于明显看出各种天气现象，地面天气图上需用不同彩色铅笔绘出各种天气区。

用绿色绘制降水天气区，用红色绘制雷暴天气区，用黄色绘制雾区，用棕色绘制沙尘暴区，等等。

在地面传真天气图上，则用波折线勾画雾区或大风警报区。

3．锋面分析
锋面分析就是确定锋的存在和它的位置、性质、强度及其变化情况等。

确定锋的主要依据有：①温度；②露点；③气压；④风；⑤3小时变压；⑥云和降水。

4．流线分析
流线是指同一时刻各点的风向与该点切线方向一致所组成的特征曲线。

在天气图上常见的流线形式有：平直流线；波状流线；渐近线（辐散分叉或辐合合并）；奇异点（尖点、涡旋。

流线分析方法如下：
（1）流线用粗箭头的黑色实线表示，箭头方向为气流方向。

（2）流线不能交叉，因为同一点上不可能有两个风向，但可以分支或合并。

（3）风速大的地方，流线画的密集，风速小的地方，则流线画的稀疏。

（4）流线除能起止于图的边缘外，也可起止于风向有急剧变化的地方。