天气图分析与短期天气预报上部-

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1、、、第一章天气图分析概述天气图是在特制地图上绘制的用于表示一定区域某一时刻大气状态的气象图。在天气图上，填有各地同一时刻的气象要素观测值，绘有等值线、天气区和某些天气符号，能显示各种天气现象、气象要素和天气系统的分布及其相互关系。对天气图的连续分析和研究，就可以获得天气过程发生发展演变的规律，从而作出天气预报。因此，天气图是制作天气预报的基本工具之一。天气图分析就是对天气图上各种天气系统和气象要素的分布状况及其演变进行分析的过程。因为天气现象是发生在三度空间里的，所以仅仅依靠一张平面图来分析天气，显然是不够的。为了

2、详细观察三度空间的实况，在实际业务工作中，除了绘制地面天气图（简称天气图）外，还绘制等压面图（简称高空图），以及探空图、剖面图、单站高空风图等辅助图表。天气分析就是根据天气学和动力气象学原理，对天气图和其它大气探测资料所做的用于揭示天气性状的分析。天气分析是制作天气预报的重要步骤和前提，目的是了解天气系统的分布和空间结构、演变过程及其与天气现象的关系，为制作天气预报提供依据。因此，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。§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

3、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。一、地图投影地球是一个椭球体，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。一般将地球上的经、纬线及海岸线在平面上表示出来的方法叫做地图投影。地图投影的

4、方法有很多种，在天气分析和预报工作中，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。128（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。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。常用的天气图底图有以下三种：1、兰勃特(Lambert)正

5、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30º和60º纬圈相割，并把光源置于地球中心(图1.1中的O点)，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)。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(30º和60º)的长度与地球仪上对应处的实际长度相符，称为标准纬线。在两标准纬线之内各纬圈的长度相应地缩小了。而在两标准纬线之外各纬圈的长度则相应地放大了。这种图的中纬度部分基本满足正向和正形的要求，因此，最

6、适用于作中纬度地区的天气图。欧亚高空图和地面图一般都采用这种投影。图1.1双标准纬圈圆锥投影法图1.2兰勃特投影图2、极射赤面投影这种投影方法是将光源置于南极S，平面图纸MN与北纬60º相交割，把地球表面上各点投影在此平面图纸上。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和图1.4)。这种投影保持正向和正形，但放大率随纬度的不同而不同。纬度愈低，放大率愈大。这种图表现高纬度地区

7、比较真实，一般用作北半球天气图和极地天气图。128图1.3极射赤面投影法图1.4极射赤面投影北半球图3、墨卡托(Mercator)投影这种投影方法如图1.5所示，用一圆筒面与南北纬度22.5º圈相交，光源放在地球中心进行投影。把圆筒展开便作成一张地图。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1.5墨卡托投影法图1.6墨卡托投影图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

8、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。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。其表示法主要有：（1）比例式：如1:10000000即地图上的lcm相当于实际100km。（2）图解式：如右图所示。（3）斜线图解尺或称复式图解尺，如图