等压线（面）判读应注意的四个问题

金子兴吴桂英

（1. 浙江省衢州第二中学, 浙江 衢州 324000; 2. 金华第十五中学, 浙江 金华 321017）

等压线（面）判读应注意的四个问题

金子兴1吴桂英2

（1. 浙江省衢州第二中学, 浙江 衢州 324000; 2. 金华第十五中学, 浙江 金华 321017）

等压线和等压面由于高度抽象，对于中学生而言，其判读会存在一定的困难。由于等压面有不同的表示方式，而气象部门对等压面又有很多专业的规定，这更增添了判读的复杂性。笔者认为，要正确判读等压线图，下列四个方面的问题应引起重视。

一、等压线和等压面的甄别

等压面是空间上气压相同的点连成的面。而等压线是指在一个水平面上，气压相等的点连成的线。

如果近地面受热均匀，则等压面是一个平面（如图1所示）。此时等压面在垂直方向上可以认为与等高面平行或重合。但随着海拔高度的增加，气压值减小（P1＞P2＞P3）。因此，等压面用来表示气压在垂直方向上的变化状况。

图1

如果近地面出现了受热不均匀的状况，则等压面就成了一个曲面（如图2所示）。首先此类等压面也可以用来表示气压在垂直方向上的变化，但同时还可以用来表示气压在一个水平面上的差异。在等压面倾斜的情况下，某处等压面向高空凸，则表示在一个水平面上，气压比其它地区高。反之则低，形成“高、高、低、低”原理。图2中，在H这个水平面上，AB线的气压比CD线气压高。

图2

而等压线是一个平面上气压高低的情况。在图2中，如果在H这个水平面上，画出等压线图，则会得到一组和AB、CD线平行的等压线。因此等压线是用来表示气压在一个水平面上的差异。

根据气压数值的高低，我们也可以大致判断该平面所在的海拔高度。如图6，其气压值大体介于995百帕至1030百帕之间，和一个标准大气压相差有限，可以判断该图是近地面的等压线分布图。同样借助表1，也可以大致判断是哪个海拔高度的等压线分布图。

值得注意的是，图2中，在H这个水平面上的虚线箭头可以指示气流运动方向，但不能准确表示风向，因为这里仅仅考虑水平气压梯度力这一要素，这和锋面示意图上的情况相似。如在图3中，A、B分别代表的是冷、暖气团的大致运动方向，而不是准确的风向。

图3

而在等压线图上，不仅可以看出气流的大致运动方向，也可以画出稳定风向。如图6所示，A点的稳定风向为西北风，B点的稳定风向为东北风。

二、等压面和等高面的关系

如果地面性质均匀，受热情况也相同，那么该地上空等压面和等高面是平行或重合的关系（如图1）。但由于各种原因，地面受热情况不同，产生了冷热不均，因而就形成了热力环流。此时等压面会演变成一个曲面或斜面，与等高面形成一定的夹角（如图2），而且冷热不均程度越大，等压面越倾斜。

当等压面是一个曲面时，表示起来不方便。因此我们可以用等高线来表达等压面。如图4为某等压面图，气压值为P，如果用三个等高面（H1、H2、H3）去截这个等压面，那么便会得到三条等高线（H1、H2、H3），再将三条等高线垂直投影到H1这个水平面上，于是得到图4所示的用等高线来表达的等压面图。也即，每条等高线上气压值都是相等的。而在不同的水平面上，如在H1这个水平面上，P1点的气压值最高，四周则低，形成高压中心。同理，P2、P3分别是H2、H3水平面上的高压中心。

图4

图5

从图4上看，左侧等压面比右侧陡，说明左侧的单位水平距离间的水平气压差比右侧大。反应到等高线图上，则左侧的等高线密，而右侧的等高线疏。

那么，这和山地等压面有什么不同呢？

如图5所示，若该图为山地，如果山麓地区受热均匀，在不同的海拔高度（H1、H2、H3），就有不同的气压。根据随着海拔高度增加，气压递减的原理，可以判断，图中气压值P1＞P2＞P3。也即每条等高线上，气压值不同。

三、近地面等压线数值是否是近地面的气压值

中央气象台每天都会发布不同时段的近地面等压线图。这个“近地面”是指什么呢？

图6

图6为北京时间2013年9月23日8时亚洲部分地区近地面等压线图。从图上可知青藏高原上的近地面等压线数值为1005百帕至1015百帕之间，比一个标准大气压值还高。为什么会出现这种情况呢？

实际上，珠穆朗玛峰峰顶的表面气压只有300多百帕，仅为海平面气压1000百帕左右的30%多。而目前图6中台风中心实测海平面气压为991百帕，比珠峰的表面气压300百帕要高很多，这两者能直接比较吗？显然不能。

于是人们通过静力学的原理，将不同海拔高度的实际气压换算成海平面上的气压值，称为海平面气压（sea surface pressure）。如果在地球表面某处测到的气压是1013百帕，那么它与该地1m高处的气压差△P=ρ·g·h=1.29·9.8·1，则在该地1m高处的气压值P=101300-1.29·9.8·1=101287pa=1012.87百帕。同理也能从该地1m高处的气压推算该地海平面气压。不过大气和海洋的不同之处就是海水的密度通常在1000kg/ m3附近，变化不大。而大气由于压缩性很好，气体密度在垂直方向上的差异比液体大，因此在计算过程中会出现一定的误差。这样，先把所有测到的气压转换成统一的海平面气压，然后通过比较与海平面上的气压差异，就可以判断大气水平运动状况了。

因此“近地面”等压线的数值并不一定代表该地气压值的真实情况。只有在海洋上，“近地面”的等压线数值才是真实情况的反应。

四、500百帕等压面是等压面还是等高面

中央气象台每天发布的天气实况，一般有近地面、高空500百帕、700百帕和850百帕等压面的等压线分布情况。那么这里的“等压面”是指等压面还是等高面呢？

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。

表1 等压面和标准大气压下位势高度的关系

从表1不难看出，在一个标准大气压，等压面和等高面重合的前提下，相当于在5575米的高空，其气压值是500百帕。即在此时，500百帕等压面和5575米的等高面重合。因此，通常情况下，我们可以用等压面来表达等高面。但近地面由于各种原因产生了冷热不均，在500百帕等压面高度上，其气压也会出现不相同的情况。

3. 灾害过去，及时挽救

灾害过后，我国特别重视恢复工作，及时调动减灾人员有效减轻损失，投入大量人力物力帮助灾区人民，组织心理专家对灾民进行心理疏导。在我国每次大型地震发生后，都出现一批可歌可泣的人物，可选择一些典型事例教育学生。如在汶川地震发生时，一位家长去救上小学的两个孩子，可是在路过幼儿园时，看到幼儿园楼房已倒塌，他迅速投入抢救儿童的活动中，而自己孩子因所在的小学教室倒塌，失去了生命，他的精神感动了人民，而他自己心灵的创伤什么时候才能抹平呢。