等壓線（面）判讀應(yīng)注意的四個(gè)問題

金子興吳桂英

（1. 浙江省衢州第二中學(xué), 浙江 衢州 324000; 2. 金華第十五中學(xué), 浙江 金華 321017）

等壓線（面）判讀應(yīng)注意的四個(gè)問題

金子興1吳桂英2

（1. 浙江省衢州第二中學(xué), 浙江 衢州 324000; 2. 金華第十五中學(xué), 浙江 金華 321017）

等壓線和等壓面由于高度抽象，對(duì)于中學(xué)生而言，其判讀會(huì)存在一定的困難。由于等壓面有不同的表示方式，而氣象部門對(duì)等壓面又有很多專業(yè)的規(guī)定，這更增添了判讀的復(fù)雜性。筆者認(rèn)為，要正確判讀等壓線圖，下列四個(gè)方面的問題應(yīng)引起重視。

一、等壓線和等壓面的甄別

等壓面是空間上氣壓相同的點(diǎn)連成的面。而等壓線是指在一個(gè)水平面上，氣壓相等的點(diǎn)連成的線。

如果近地面受熱均勻，則等壓面是一個(gè)平面（如圖1所示）。此時(shí)等壓面在垂直方向上可以認(rèn)為與等高面平行或重合。但隨著海拔高度的增加，氣壓值減?。≒1＞P2＞P3）。因此，等壓面用來表示氣壓在垂直方向上的變化狀況。

圖1

如果近地面出現(xiàn)了受熱不均勻的狀況，則等壓面就成了一個(gè)曲面（如圖2所示）。首先此類等壓面也可以用來表示氣壓在垂直方向上的變化，但同時(shí)還可以用來表示氣壓在一個(gè)水平面上的差異。在等壓面傾斜的情況下，某處等壓面向高空凸，則表示在一個(gè)水平面上，氣壓比其它地區(qū)高。反之則低，形成“高、高、低、低”原理。圖2中，在H這個(gè)水平面上，AB線的氣壓比CD線氣壓高。

圖2

而等壓線是一個(gè)平面上氣壓高低的情況。在圖2中，如果在H這個(gè)水平面上，畫出等壓線圖，則會(huì)得到一組和AB、CD線平行的等壓線。因此等壓線是用來表示氣壓在一個(gè)水平面上的差異。

根據(jù)氣壓數(shù)值的高低，我們也可以大致判斷該平面所在的海拔高度。如圖6，其氣壓值大體介于995百帕至1030百帕之間，和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相差有限，可以判斷該圖是近地面的等壓線分布圖。同樣借助表1，也可以大致判斷是哪個(gè)海拔高度的等壓線分布圖。

值得注意的是，圖2中，在H這個(gè)水平面上的虛線箭頭可以指示氣流運(yùn)動(dòng)方向，但不能準(zhǔn)確表示風(fēng)向，因?yàn)檫@里僅僅考慮水平氣壓梯度力這一要素，這和鋒面示意圖上的情況相似。如在圖3中，A、B分別代表的是冷、暖氣團(tuán)的大致運(yùn)動(dòng)方向，而不是準(zhǔn)確的風(fēng)向。

圖3

而在等壓線圖上，不僅可以看出氣流的大致運(yùn)動(dòng)方向，也可以畫出穩(wěn)定風(fēng)向。如圖6所示，A點(diǎn)的穩(wěn)定風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，B點(diǎn)的穩(wěn)定風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。

二、等壓面和等高面的關(guān)系

如果地面性質(zhì)均勻，受熱情況也相同，那么該地上空等壓面和等高面是平行或重合的關(guān)系（如圖1）。但由于各種原因，地面受熱情況不同，產(chǎn)生了冷熱不均，因而就形成了熱力環(huán)流。此時(shí)等壓面會(huì)演變成一個(gè)曲面或斜面，與等高面形成一定的夾角（如圖2），而且冷熱不均程度越大，等壓面越傾斜。

當(dāng)?shù)葔好媸且粋€(gè)曲面時(shí)，表示起來不方便。因此我們可以用等高線來表達(dá)等壓面。如圖4為某等壓面圖，氣壓值為P，如果用三個(gè)等高面（H1、H2、H3）去截這個(gè)等壓面，那么便會(huì)得到三條等高線（H1、H2、H3），再將三條等高線垂直投影到H1這個(gè)水平面上，于是得到圖4所示的用等高線來表達(dá)的等壓面圖。也即，每條等高線上氣壓值都是相等的。而在不同的水平面上，如在H1這個(gè)水平面上，P1點(diǎn)的氣壓值最高，四周則低，形成高壓中心。同理，P2、P3分別是H2、H3水平面上的高壓中心。

圖4

圖5

從圖4上看，左側(cè)等壓面比右側(cè)陡，說明左側(cè)的單位水平距離間的水平氣壓差比右側(cè)大。反應(yīng)到等高線圖上，則左側(cè)的等高線密，而右側(cè)的等高線疏。

那么，這和山地等壓面有什么不同呢？

如圖5所示，若該圖為山地，如果山麓地區(qū)受熱均勻，在不同的海拔高度（H1、H2、H3），就有不同的氣壓。根據(jù)隨著海拔高度增加，氣壓遞減的原理，可以判斷，圖中氣壓值P1＞P2＞P3。也即每條等高線上，氣壓值不同。

三、近地面等壓線數(shù)值是否是近地面的氣壓值

中央氣象臺(tái)每天都會(huì)發(fā)布不同時(shí)段的近地面等壓線圖。這個(gè)“近地面”是指什么呢？

圖6

圖6為北京時(shí)間2013年9月23日8時(shí)亞洲部分地區(qū)近地面等壓線圖。從圖上可知青藏高原上的近地面等壓線數(shù)值為1005百帕至1015百帕之間，比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值還高。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？

實(shí)際上，珠穆朗瑪峰峰頂?shù)谋砻鏆鈮褐挥?00多百帕，僅為海平面氣壓1000百帕左右的30%多。而目前圖6中臺(tái)風(fēng)中心實(shí)測海平面氣壓為991百帕，比珠峰的表面氣壓300百帕要高很多，這兩者能直接比較嗎？顯然不能。

于是人們通過靜力學(xué)的原理，將不同海拔高度的實(shí)際氣壓換算成海平面上的氣壓值，稱為海平面氣壓（sea surface pressure）。如果在地球表面某處測到的氣壓是1013百帕，那么它與該地1m高處的氣壓差△P=ρ·g·h=1.29·9.8·1，則在該地1m高處的氣壓值P=101300-1.29·9.8·1=101287pa=1012.87百帕。同理也能從該地1m高處的氣壓推算該地海平面氣壓。不過大氣和海洋的不同之處就是海水的密度通常在1000kg/ m3附近，變化不大。而大氣由于壓縮性很好，氣體密度在垂直方向上的差異比液體大，因此在計(jì)算過程中會(huì)出現(xiàn)一定的誤差。這樣，先把所有測到的氣壓轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的海平面氣壓，然后通過比較與海平面上的氣壓差異，就可以判斷大氣水平運(yùn)動(dòng)狀況了。

因此“近地面”等壓線的數(shù)值并不一定代表該地氣壓值的真實(shí)情況。只有在海洋上，“近地面”的等壓線數(shù)值才是真實(shí)情況的反應(yīng)。

四、500百帕等壓面是等壓面還是等高面

中央氣象臺(tái)每天發(fā)布的天氣實(shí)況，一般有近地面、高空500百帕、700百帕和850百帕等壓面的等壓線分布情況。那么這里的“等壓面”是指等壓面還是等高面呢？

等壓面的高度不是幾何高度，而是位勢高度。位勢高度是以單位質(zhì)量物體從海平面抬升到空間某高度位置上克服重力所作的功來表示。氣象上通常用的等壓面圖有850百帕、700百帕、500百帕等多種。

表1 等壓面和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下位勢高度的關(guān)系

從表1不難看出，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，等壓面和等高面重合的前提下，相當(dāng)于在5575米的高空，其氣壓值是500百帕。即在此時(shí)，500百帕等壓面和5575米的等高面重合。因此，通常情況下，我們可以用等壓面來表達(dá)等高面。但近地面由于各種原因產(chǎn)生了冷熱不均，在500百帕等壓面高度上，其氣壓也會(huì)出現(xiàn)不相同的情況。

3. 災(zāi)害過去，及時(shí)挽救

災(zāi)害過后，我國特別重視恢復(fù)工作，及時(shí)調(diào)動(dòng)減災(zāi)人員有效減輕損失，投入大量人力物力幫助災(zāi)區(qū)人民，組織心理專家對(duì)災(zāi)民進(jìn)行心理疏導(dǎo)。在我國每次大型地震發(fā)生后，都出現(xiàn)一批可歌可泣的人物，可選擇一些典型事例教育學(xué)生。如在汶川地震發(fā)生時(shí)，一位家長去救上小學(xué)的兩個(gè)孩子，可是在路過幼兒園時(shí)，看到幼兒園樓房已倒塌，他迅速投入搶救兒童的活動(dòng)中，而自己孩子因所在的小學(xué)教室倒塌，失去了生命，他的精神感動(dòng)了人民，而他自己心靈的創(chuàng)傷什么時(shí)候才能抹平呢。