4.2 气压场

第二节 气压场

　　气压的空间分布称为气压场。由于各地气柱的质量不相同，气压的空间分布也不均匀，有的地方气压高，有的地方气压低，气压场呈现出各种不同的气压形势，这些不同的气压形势统称气压系统。

一、气压场的表示方法

（一）等压线和等压面

　　气压的水平分布形势通常用等压线或等压面来表示。等压线是同一水平面上各气压相等点的连线。等压线按一定气压间隔（如2.5hPa或5hPa）绘出，构成一张气压水平分布图。若绘制的是海平面的等压线，就是一张海平面气压分布图。若绘制的是5000m高空的等压线，就成为一张5000m高空的气压水平分布图（等高面图）。等压线的形状和疏密程度反映着水平方向上气压的分布形势。

　　等压面是空间气压相等点组成的面。如700hPa等压面上各点的气压值都等于700hPa。由于气压随高度递减，因而在某一等压面以上各处的气压值都小于该等压面上气压值，等压面以下各处则反之。用一系列等压面的排列和分布可以表示空间气压的分布状况。

　　实际大气中由于下垫面性质的差异、水平方向上温度分布和动力条件的不均匀，以致同一高度上各地的气压不可能是一样的。因而等压面并不是一个水平面，而像地表形态一样，是一个高低起伏的曲面。等压面起伏形势同它附近水平面上的气压高低分布有对应关系。等压面下凹部位对应着水平面上的低压区域，等压面愈下凹，水平面上气压低得愈多。等压面向上凸起的部位对应着水平面上的高压区域，等压面愈上凸，水平面上高压愈强大。根据这种对应关系，可求出同一时间等压面上各点的位势高度值，并用类似绘制地形等高线的方法，将某一等压面上相对于海平面的各位势高度点投影到海平面上，就得到一张等位势高度线（等高线）图，此图能表示该等压面的形势，故这种图称为等压面图。见图4·9，图中P为等压面，H1、H2、H3…为高度间隔相等的若干等高面，它们分别与等压面P相截（截线以虚线表示），每条截线都在等压面P上，所以截线上各点的气压值均相等，将这些截线投影到水平面上，便得出P等压面上距海平面高度分别为H1、H2、H3…的许多等高线。由图可见，和等压面凸起部位相对应的是由一组闭合等高线构成的高值区域，高度值由中心向外递减，同理，和等压面下凹部位相对应的是由一组团合等高线构成的低值区域，高度值由中心向外递增。因此，平面图中等高线的高、低中心即代表气压的高低中心，而且等高线的疏密同等压面的缓陡相对应，等压面陡的地方，如图中A、B处，对应于A'、B'处的密集等高线，等压面平缓的地方如图中C、D处，对应于C'、D'处的稀疏等高线。

　　气象上等高线的高度不是以米为单位的几何高度，而是位势高度。所谓位势高度是指单位质量的物体从海平面（位势取为零）抬升到Z高度时，克服重力所作的功，又称重力位势，单位是位势米。在SI制中，1位势米定义为1kg空气上升1m时，克服重力作了9.8J的功，也就是获得9.8J/kg的位势能，即

1位势米= 9.8J/kg

　　式中 H为位势高度（位势米），Z为几何高度（m），g，为纬度φ处的重力加速度（m/s2）。当g取9.8m/s2时，位势高度H和几何高度Z在数值上相同，但两者物理意义完全不同，位势米是表示能量的单位，几何米是表示几何高度的单位。由于大气是在地球重力场中运动着，时刻受到重力的作用，因此用位势米表示不同高度气块所具有的位能，显然比用几何高度要好。

　　气象台日常工作所分析的等压面图有850hPa、700hPa、500hPa以及300、200、100hPa等，它们分别代表1500m、3000m、5500m和9000m、12000m、16000m高度附近的水平气压场。海平面气压场一般用等高面图（零高度面）来分析，必要时也用1000hPa等压面图来代替。

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