等壓線（面）判讀應注意的四個問題

金子興吳桂英

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

等壓線（面）判讀應注意的四個問題

金子興1吳桂英2

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

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

一、等壓線和等壓面的甄別

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

如果近地面受熱均勻，則等壓面是一個平面（如圖1所示）。此時等壓面在垂直方向上可以認為與等高面平行或重合。但隨著海拔高度的增加，氣壓值減小（P1＞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，但同時還可以用來表示氣壓在一個水平面上的差異。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這個水平面上，AB線的氣壓比CD線氣壓高。

圖2

而等壓線是一個平面上氣壓高低的情況。在圖2中，如果在H這個水平面上，畫出等壓線圖，則會得到一組和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，和一個標準大氣壓相差有限，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海拔高度的等壓線分布圖。

值得注意的是，圖2中，在H這個水平面上的虛線箭頭可以指示氣流運動方向，但不能準確表示風向，因為這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、暖氣團的大致運動方向，而不是準確的風向。

圖3

而在等壓線圖上，不僅可以看出氣流的大致運動方向，也可以畫出穩(wěn)定風向。如圖6所示，A點的穩(wěn)定風向為西北風，B點的穩(wěn)定風向為東北風。

二、等壓面和等高面的關系

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。此時等壓面會演變成一個曲面或斜面，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?shù)葔好媸且粋€曲面時，表示起來不方便。因此我們可以用等高線來表達等壓面。如圖4為某等壓面圖，氣壓值為P，如果用三個等高面（H1、H2、H3）去截這個等壓面，那么便會得到三條等高線（H1、H2、H3），再將三條等高線垂直投影到H1這個水平面上，于是得到圖4所示的用等高線來表達的等壓面圖。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這個水平面上，P1點的氣壓值最高，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，左側等壓面比右側陡，說明左側的單位水平距離間的水平氣壓差比右側大。反應到等高線圖上，則左側的等高線密，而右側的等高線疏。

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

中央氣象臺每天都會發(fā)布不同時段的近地面等壓線圖。這個“近地面”是指什么呢？

圖6

圖6為北京時間2013年9月23日8時亞洲部分地區(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，比一個標準大氣壓值還高。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？

實際上，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中臺風中心實測海平面氣壓為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的原理，將不同海拔高度的實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，因此在計算過程中會出現(xiàn)一定的誤差。這樣，先把所有測到的氣壓轉換成統(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動狀況了。

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情況。只有在海洋上，“近地面”的等壓線數(shù)值才是真實情況的反應。

四、500百帕等壓面是等壓面還是等高面

中央氣象臺每天發(fā)布的天氣實況，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 等壓面和標準大氣壓下位勢高度的關系

從表1不難看出，在一個標準大氣壓，等壓面和等高面重合的前提下，相當于在5575米的高空，其氣壓值是500百帕。即在此時，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，其氣壓也會出現(xiàn)不相同的情況。

3. 災害過去，及時挽救

災害過后，我國特別重視恢復工作，及時調(diào)動減災人員有效減輕損失，投入大量人力物力幫助災區(qū)人民，組織心理專家對災民進行心理疏導。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生。如在汶川地震發(fā)生時，一位家長去救上小學的兩個孩子，可是在路過幼兒園時，看到幼兒園樓房已倒塌，他迅速投入搶救兒童的活動中，而自己孩子因所在的小學教室倒塌，失去了生命，他的精神感動了人民，而他自己心靈的創(chuàng)傷什么時候才能抹平呢。