天气图的剖析及教学建议（湘教版）

丁晓平 金子兴

摘 要：通过冷暖锋示意图、准静止锋示意图的教学剖析，使学生理解概念及其带来的天气变化；将教材中的气旋、反气旋及锋面气旋等示意图依照学科逻辑、认知规律，通过设计问题串的形式进行分解，以便于学生掌握规律；通过理想天气图和实际天气图的判读，引导学生学会分析真实情景下的天气变化。

关键词：天气系统；图表分析；湘教版

湘教版“常见的天气系统”中运用的图表素材主要有三幅示意图和两个表格，三幅示意图是“冷、暖锋示意图”“北半球气旋、反气旋示意”和“锋面气旋示意”。两个表格，是冷暖锋面过境前、时、后的天气特征比较表，以及气旋、反气旋大气运动及天气特征比较表。图表均是描述理想状态下的大气运动和天气特征。教师如何利用这些图表进行教学？学生如何将所学知识运用到天气地图上判读天气特征？笔者在此抛砖引玉，以期同仁指教。

一、增添相关内容，让知识更加系统——冷暖锋示意图、准静止锋示意图教学剖析

教材用图2-36和2-37，分别示意冷锋和暖锋，文中没有锋线概念的介绍。而在图2-39中，近地面等压线图上，却突然出现锋线。由于锋线是锋面系统的重要标志，笔者建议教材修订时，用立体图示意冷、暖锋，画出锋线，并作文字说明。或者在教学过程中，教师补充锋线的概念，再请学生去画出冷、暖锋的锋线。

准静止锋是一种影响我国的常见天气系统，但教材中没有相关概念的介绍。笔者建议，在课堂上不仅要补充准静止锋的概念，还应要求学生判读。如图1中，箭头表示冷暖气团的运动方向，可以让学生判读L是准静止锋。这样，学生便能系统掌握锋面知识。

值得注意的是，江淮准静止锋会引起梅雨，但不是引起梅雨唯一的天气系统，如下题案例背景。

图2为2018年6月30日5点我国局部近地面等压线图（单位：百帕）；图3为6月30日～7月1日我国局部地区等降水量线（单位：mm），读图回答问题。

影响此次江淮流域降水的主要天气系统类型为：

A.台风 B.江淮准静止锋

C.冷锋 D.气旋

虽正值梅雨季节，此次江淮地区的降水，却并不是由准静止锋引起的。据图2可知，江淮地区正处在气旋的槽部，降水是典型的气旋雨。可很多师生认为准静止锋也可以位于槽部，为什么不选？关键在于此槽部，如果有锋面，那一定是暖鋒，但答案中没有这一选项，即编者据当时的实控天气系统，刻意排除了这一情况。此题旨在考查学生对准静止锋概念掌握情况，强调“冷暖气团势均力敌”这一要点。

二、设计组合问题串，突破教学难点——气旋、反气旋图和锋面气旋教学剖析

教材用图2-38、2-39分别呈现了北半球的气旋、反气旋和北半球锋面气旋的大气水平运动情况。建议在教学过程中，将图中信息按照学生认知规律，设计有逻辑联系的组合问题串，依次呈现，以分解难点，帮助理解这些天气系统的大气运动情况和对天气的影响。

气旋和反气旋

1.认识高压、低压图

教师展现两幅近地面等压线图（图4、图5），请学生通过阅读教材中低压、高压的概念后，判断图中气压系统的名称。

由于低压、高压概念比较简单，学生能读懂，但这一步不可忽略，因为这是认知的起点。

2.说出高压、低压的大气垂直运动情况，并说明理由

在热力环流和三圈环流中，学生已经学过高压和低压的知识，但没有系统总结过两者大气垂直运动的特点及原因。因此，在课堂教学的过程中，教师应要求学生画出高压、低压的垂直运动，理解上升运动可能带来降水，下沉运动天气晴朗的原因。列表1比较如下。

3.在高压、低压图上东南西北部画出稳定风向，并归纳水平运动的规律

通过回顾近地面稳定风向的形成过程，请学生画出图中各点的盛行风向，说出风向，在此基础上再总结北半球气旋和反气旋的水平运动情况（图6）。

4.描述北半球气旋和反气旋的大气运动状况

大气水平运动和升降运动是同时进行的，不能被人为割裂。教学过程中将其分解，是为了更好地认识事物，但最终还是要还原事物的本身。学习了气旋、反气旋的水平运动和垂直运动后，再请学生去想象将两者融合起来的真实情景（图7），可谓水到渠成。

5.在北半球气旋和反气旋图上画出某大气质点水平运动的轨迹示意

湘教版教材中的气旋和反气旋风向示意图中，任意等压线上，风向与等压线的交角都相等（图8）。而人教版教材中的气旋和反气旋风向示意图与之有别（图9）。

气旋中大气水平运动方向是由四周向中心辐合。一般而言，在水平气压梯度力的加速作用下，气旋的风速是由外到内越来越大，风速越大与等压线形成的交角就越来越小。反气旋反之。因此，笔者认为人教版的示意图更加科学。教学中，教师可以给出一些具体的点，请学生探究这些位置的大气质点将要经历的运动轨迹，以加深学生对气旋和反气旋大气运动状态的认识。

锋面气旋

锋面气旋是近地面重要的天气系统，也是教学的难点。建议分解难点进行教学。图10为北半球等压线示意，具体步骤如下。

1.说出图中L1、L2天气系统的名称，并说明理由

图中L1、L2等压线向高处凸起，也即与两侧相比，两条线上的气压最低，因此称为低压槽线。

2.简析L1、L2两侧气团性质

北半球某天气系统，由于A气团位于B气团的北面，说明纬度较高，因此一般来说A是冷气团，B是暖气团。

3.在图11中所示各点画出风向，并说明在L1、L2出现的锋面系统

通过图11中槽线两侧风向，可以判断L1北侧冷气团将锋面推向暖气团一侧，因此一般而言L1处是冷锋；同理，L2处为暖锋。

4.在图12中画出可能的雨区范围，并比较差异

在能判别冷暖锋的基础上结合锋线知识，画出雨区范围就不是难题了。一般而言，冷锋的雨区范围窄，而暖锋较宽。

5.说出该种天气系统主要分布的地区和季节

教材中只提及这种天气系统经常出现在中纬度地区，没有说明是什么原因，在哪个季节最为常见，需要教师补充。

中纬度的低压系统中冷暖气团交会频繁。冬季由于气压带、风带的南移，副极地低压（极地涡旋）南下，因此欧洲冬季锋面气旋活动频繁。同理，它也影响北美洲大陆，给北美带来暴风雪的天气，引起雪灾。因季风环流的加剧作用，冬季太平洋上副极地低压活动频繁，因此，影响其冬季降水的近地面天气系统也是极地涡旋。

三、提供天气地图，分析天气特征——不同时空降水类型教学剖析

1.低压与降水天气

阅读近地面等压线图，对天气特征做出理论上的判读，有时与真实情况有很大差异。图13是北京时间2017年7月26日8时的近地面等压线图，从图上可知，沙特、巴基斯坦、伊朗等国处于低压控制下，应是阴雨天气。但事实上，利雅得、卡拉奇、德黑兰等地的天气都是多云转晴；也就是说该地即使受低压控制，也不一定形成降水天气。这与北非地区，夏季受低压控制的机会多，却是沙漠气候的原因一样。低压控制是否形成降水，关键还要看盛行风是否带来大洋上的水汽。巴基斯坦地区，夏季即使受低压控制，南部沿海却是热带沙漠气候，降水极少，这与当地该季节偏南季风从沙特沙漠里来吹来，水汽稀少有关。

2.高压与降水天气

图14為2018年1月24日近地面等压线图，图中虚线内的长江中下游地区，处于亚洲冷高压影响之下，此时锋面在云贵一带（准静止锋）。但是当时该地区却是大范围的雨雪天气。什么天气系统导致该地区的暴雪天气？

查看2018年1月28日850百帕等压面天气图（图15）会发现，此时在云南、广西南部，福建南部、广东北部，存在两条冷暖气团的交界面，即呈东-西走向的切变线，给南方各省带来了阴雨天气。因此，在850百帕等压面上，形成的切变线，也是影响降水的主要天气系统。

切变线是指风向或风速分布的不连续线，常见于700百帕和850百帕的中、低空等压面上。由于降雪发生在1 500米左右高度，暖湿的西南风因与寒冷的偏北风相遇，气温急剧下降，大气中的水汽易达到过饱和状态，从而形成雨雪天气。

由于亚洲高压是浅薄系统，和西风相比，亚洲高压是名副其实的“矮个子”。在约3 000米左右高空，也即在700百帕（3 000米）等压面图上，切变线依然存在。因此，冷空气南下过程中，在高空，不同的地段形成不同的天气系统。笔者沿图14中L线，作了一个垂直示意剖面，如图16所示。此时，地面锋线在湖南、广西边境，形成准静止锋，是阴雨天气；在长江中下游地区，处在切变线的影响之下，形成雨雪天气；在山东及以北地区无论近地面和850百帕（1 500米）都处在亚洲高压的影响下，形成寒冷、晴朗的天气。

我国降水的水汽主要来自哪里？又由什么带来的？图17为2018年1月27日500百帕等压面图，图中显示在南亚地区，有一条南北走向的西风大槽，西风大槽在我国上空会常年出现。因此西（南）风从北印度洋上空带来丰富的水汽，成为我国降水的主要水汽来源。夏季随着副高的增强，高压脊向北跳，引起东南季风北上，从而东南季风也可以从太平洋上为我国带来水汽，对缓解我国华北和东北地区的旱情意义重大。

可以看出，分析我国某地区的天气变化，就冬季而言，首先看500百帕（5 000米）等压面上，有没有出现西风大槽。槽的出现，意味着西南风将水汽带到我国境内。其次阅读850百帕等压面，观察切变线的位置及移动情况，从而判断中低空是否出现雨雪现象。一般而言，在冬半年，切变线主要影响我国长江以南地区。最后，阅读地面等压线图，观察地面天气系统对天气产生的影响。