等压面图

等压面图是绘制等压面地形图的方法。等压面是空间气压相等的各点所组成的面。由于同一高度，各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是象地形一样起伏不平。采用绘制地形图的方法，用等高线将起伏不平的等压面投影到平面图上，就构成了等压面图。在等压面图上，用等高线表示气压的空间分布。

概念等压面凸起的地方，表示在同一高度上，气压比四周高。在等压面图上，是一组闭合等高线构成的高值区，即高压区。等压面凹下，表示同一高度上，气压比四周低。在等压面图上，是一组闭合等高线构成的低值区，即低压区。因此，在等压面图上，由等高线的分布可反映等压面的起伏，表示气压的空间分布状况。等压面的高度不是几何高度，而是位势高度。位势高度是以单位质量物体从海平面抬升到空间某高度位置上克服重力所作的功来表示。气象上通常用的等压面图有850百帕、700百帕、500百帕等多种。不同高度的等压面图组合起来，不仅反映大范地区高压、低压等天气系统的空间分布状况，而且能反映高空大气的结构及其演化规律，它是大范围天气形势预报的基础。

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表1 等压面和标准大气压下位势高度的关系

等压面图的判读气压是指从观测高度以上到大气上界的空气柱重量。对于同一地点而言，气压总是随着高度的增加而降低。空间气压值相等的各点所组成的面就是等压面。在等压面图中，可根据以下内容进行判读。

根据等压面的分布（1）在垂直分布上，高度越高，气压值越低。

（2）若海拔相同、冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平等。

（3）若地面冷热不均，等压面发生弯曲，等压面向上凸的地方为高压区，向下凹的地方为低压区。

（4）同一地区，高空和近地面气压高低相反，等压面凹凸方向相反。

根据等压面的凹凸（1）判断近地面气温及热力环流

等压面向高凸，高压区，近地面气温低；等压面向低凹，低压区，近地面气温高。

（2）判断陆地与海洋，城市与郊区

冬季，近地面等压面下凹（高空上凸）是海洋；夏季，近地面等压面下凹（高空上凸）是陆地。城市，近地面等压面下凹（高空上凸）；郊区，近地面等压面上凸（高空下凹）。

三维等压面图的一种制作方法基本思路三维等压面图能反映比二维等压面图更加形象的大气运动状态，制作的基本思路为客观分析500hPa实时资料，通过网格点数据进行透视投影，成像于视平面，把视平面上的像点变换在微机显示屏上。然后按自西向东的格点层次连接像点和按低纬向高纬的格点层次连接像点，并进行隐线消除。从而使原二维天气图上的等压线，转换成高低起伏的曲面，即一幅鸟瞰的三维500hPa等压面，以曲面的谷峰表示等压面的槽脊。

技术要点（1）成像原理

显示屏只是一个二维平面。用二维空间表示三维空间信息，就需要把三维空间的不同信息，以二维空间中X、Y的不同组合与连线方式反映。取坐标系W—xyz，以XOZ为视平面(投像平面)，视点(观察者所在位置)在视平面前面(Y0)。那么实物在视平面上的透视投影如图1所示。实际上任意一点P在XOZ面上的投影就是P与视点E的连线和XOZ面的交点P'。由三角形相似关系推得像点的坐标为

xp=xv+((x-xv)/(y-yv))×yv

zp=zv+((z-zv)/(y-yv))×yv

在实物上选择能较好地描述实物的点投影。所有点投影完毕后，先把x值相同的所有像点连线，再把少值相同的所有像点连线，消除隐线，便可得到实物的三维图形。

（2）视见变换

由上面得到的像点，其在视平面上的分布范围，可能比显示屏大(或小)得多，必须通过变化方能在显示屏上正确显示。要做变化，首先要做如下两个定义：

①定义窗口。在视平面XOZ上，像点P'分布有一定范围，即xp、zp总有一个上下限，使xmin≤xp≤xmax，zmin≤zp≤zmax。为美观起见，把xp、zp的范围适当放大一些，变成

xmin-△x