天气预报的基本知识

天气预报的基本知识

一、天气图

（一）天气图的概念

天气图是指填有各地同一时间气象要素的特制地图。在天气图底图上，填有各城市、测站的位置以及主要的河流、湖泊、山脉等地理标志。气象科技人员根据天气分析原理和方法进行分析，从而揭示主要的天气系统，天气现象的分布特征和相互的关系。天气图是目前气象部门分析和预报天气的一种重要工具。1820年，德国H.W.布兰德斯将过去各地的气压和风的同时间观测记录填入地图，绘制了世界上第一张天气图。1851 年，英国J.格莱舍在英国皇家博览会上展出第一张利用电报收集各地气象资料而绘制的地面天气图，是近代地面天气图的先驱。20世纪30年代，世界上建立高空观测网之后，才有高空天气图。

按天气图图面范围的大小，有全球天气图、半球天气图、洲际天气图、国家范围的天气图和区域天气图等。天气图上的气象观测记录，由世界各地的气象站用接近相同的仪器和统一的规范，在相同时间观测后迅速集中而得。地面天气图每天绘制4次,分别用北京时间02时、08时、14时、20时（即世界时18时、00时、06时、12时）的观测资料；高空天气图一天绘制两次，用北京时间08时、20时（即世界时00时和12时）的观测资料。（二）天气图的种类

天气图一般分为地面天气图、高空天气图和辅助图三类。若

按其性质分类，可分为：①实况分析图。按实际观测记录绘制的天气图。②预报图。根据天气分析或数值天气预报的结果绘制的未来24、48、72小时的天气形势预报图或天气分布预报图。

③历史天气图。根据实况分析图印刷出版的一种历史资料。此外，根据需要有时还绘制不同时段（如旬、月、年）某气象要素平均值分布情况的平均图、对平均值的差值分布情况的距平图等。1.地面天气图

地面天气图也称地面图，是用于分析某大范围地区某时的地面天气系统和大气状况的图。在地面图上，各个气象观测站的相应位置上，均被数值或符号填写该站某时刻的气象要素观测记录。所填的气象要素有：气温，露点，风向和风速，海平面气压，能见度，总云量和低云量，现时天气和过去6小时内的天气，过去6小时降水量，特殊天气现象（如雷暴、大风、冰雹）等。根据各站的气压值，在地面图上可以绘制出等压线，分析出高、低气压系统的分布；根据温度、露点、天气分布，分析并确定各类锋的位置。这种天气图综合表示了某一时刻地面锋面、气旋、反气旋等天气系统和雷暴、降水、雾、大风和冰雹等天气所在的位置及其影响的范围。

地面天气图

2.高空天气图

也称高空等压面图或高空图。用于分析高空天气系统和大气状况的图。某一等压面的高空图填有各探空站或测风站在该等压面上的位势高度、温度、温度露点差、风向风速等观测记录。根据有关要素的数值分析等高线、等温线并标注各类天气系统。等压面图上的等高线表示某一时刻该等压面在空间的分布，反映高空低压槽、高压脊、切断低压和阻塞高压等天气系统的位置和影响的范围。

3.辅助图

辅助图包括有热力学图表、剖面图、变量图等。

①热力学图表。根据干空气绝热方程和湿空气绝热方程制作的图表，也称绝热图表。这种图上一般印有等压线（纵坐标）、

等温线（横坐标）、干绝热线（等位温线）、湿绝热线（等相当位温线）和等饱和比湿线。将某站各高度的压、温、湿记录填在图上，可分析气象站上空大气稳定度状况或计算表征大气温、湿特性的各种物理量。

②剖面图。是用于分析气象要素在铅直方向的分布和大气的动力、热力结构的图。图上填有各标准等压面和特性层的气温、湿度和风向风速的记录，绘有等风速线、等温线、等位温线、锋区上、下界等。它分为空间剖面图和时间剖面图两种。前者用多站同时的探空资料，表示某时刻沿某方向的铅直剖面上大气的物理特性；后者用单站连续多次的探空资料，表示某一时段内该站上空大气状况随时间的演变情况。

③变量图。又称趋势图，可反映某气象要素过去12小时或24小时变化的分布状况。常用的有变压(高)图和变温图。较强的大范围气象要素变量区，对该要素未来的变化趋势有一定的预示性。

④单站图。有用极坐标绘制的单站高空风图，它可以表示测站附近的高空风的铅直切变强度等动力状况和各层冷、暖平流的热力状态；也有地面或高空某些要素随时间变化和偏离正常情况的曲线图等。

（三）天气图的分析与绘制

分析天气图，不仅要了解天气图上每个符号所代表的气象要素，更要了解每个气象要素的数值及单位。在进行天气形势分析

时还应注意等值线的分析原则：同一条等值线上要素值处处相等；等值线一侧的数值必须高于另一侧的数值；等值线不能相交，不能分支，不能在图中中断；相邻两根等值线的数值必须是连续的，及其数值或者相等，或只差一个间隔；作为等值线的一种特殊形式，等压线的分析遵循地转风原则，即等值线和风向平行，在北半球，“背风而立，低压在左，高压在右”。但实际大气，由于地面摩擦作用，风向与等值线有一定交角，风从高压一侧吹向低压一侧。

等压线——一般应保持平滑。相邻两站间气压变化较均匀时，等压线的位置可靠内插法确定。两条数值相等的等压线，要尽量避免互相平行或相距很近。绘制等压线时，应尽可能的参考风的记录。等压线通过封面时必须有明显的折角，或为气旋性曲率的突然增加，而且折角指向高压一侧。等压线的暖锋前有比较明显的气旋性弯曲，冷锋后有明显的反气旋性弯曲。等压线每隔2.5hPa画一条。等压线应画到图边，否则应闭合起来。在没有记录的地区可例外，但应当各条等压线末端排列整齐，落在一定的经线或纬线上。在低压中心用红色标注D，高压中心用蓝色标注G。高、低压中心的符号应标注在气压数值最高或最低的地方。在有风向记录时，背风而立，高压中心符号应标注在气压记录数值最高测站的右侧，低压中心符号应标注在气压记录数值最低测站的左侧。

高低压中心的符号还应该标注在反气旋式或气旋式流场的

中心，而不一定标注在最内一条等压线的几何中心处。如果在最内一条等压线内，流场有两个或三个中心时，则应标注两个或三个中心。

等压面图——空间气压相等的各点组成的面称为等压面，由于同一高度上各地的气压可能不相同，所以等压面不是一个水平面，而是一个像地形一样的起伏不平的面。用来表示等压面起伏形势的图称为等压面形势图，等压面相对于海平面的形势图称为绝对形势图。等压面的形式可以反映等压面附近气压场的形式，等高线的高（低）值区对应于高（低）压区，等压面上风与等高线的关系遵循地转风原则。等高线的走向和风向平行，在北半球，背风而立，低值区（低压）在左，高值区（高压）在右。等高线的疏密（即等压面的坡度）和风速的大小成正比。

等温线——绘制等温线时，除主要依据等压面上的温度记录以外，还可参考等高线的形势进行分析。这是因为空气温度越高，则空气的密度越小，气压随高度的降低也越慢，等压面的高度就越高，因此越到高空，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，温度场往往有暖脊存在，而在低压槽附近，往往有冷槽存在。经过等温线分析后，可以看到等压面上的温度场中有冷、暖中心和冷槽、暖脊，这些与气压场中有高低压中心和槽、脊相类似。

槽线是低压槽区内等高线曲率最大点的连线。而切变线则是风的不连续线，在这条线的两侧，风向或风速有较强的切变。因为风