天气图与天气分析

在进行预报之前，必须将来自数千个观测站和探空仪的零散数据汇集成一幅连贯的图像，即天气图，它能揭示高压、低压和锋面的位置。

Definition

天气分析是将同步的地面和高空观测数据汇编成图表的过程，利用测站模式和等值线分析等惯例，以诊断大气的当前结构和特征。

Scope

本主题涵盖天气分析的实践：使用测站模式绘制观测数据，绘制和解释等压线、等温线及其他等值线，在地面图上定位锋面和气压中心，以及分析高空图以描绘大气的三维状态。

Core questions

• 如何对单个天气观测数据进行编码并在图表上绘制？
• 如何根据零散数据绘制等压线、等温线和锋面？
• 地面图和高空图如何共同描绘大气？
• 分析如何支持天气系统的解释和预报？

Key theories

测站模式

标准化的绘图模式将温度、露点、气压、风向、风速、云量和天气状况紧凑地围绕每个测站位置绘制，使预报员能够一目了然地读取区域模式。

等值线和锋面分析

绘制等压线、等温线及其他等值线，并定位锋面和气压中心，将离散的观测数据转化为连续的场，从而揭示天气系统的结构和移动。

Mechanisms

来自地面测站、船舶、浮标、飞机和无线电探空仪的观测数据被编码并使用测站模式在其位置上绘制。分析员随后绘制等压线、等温线或等高线等值线，并识别锋面、槽线和气压中心，从而生成地面图和高空图。比较连续的图表可以揭示天气系统的移动和变化，这是诊断和预报的起点。

Clinical relevance

天气图分析在业务预报、航空和海洋简报中仍然是一项核心技能；即使有自动化的数值指导，分析图也能提供共享的态势图，预报员可据此推断天气发展情况。

History

第一批天气图是由布兰德斯在19世纪早期绘制的，当时可以收集到同步观测数据；电报使得近实时绘图成为可能，菲茨罗伊等人将日常绘图制度化，而卑尔根学派则增加了至今仍在使用的锋面分析惯例。

Key figures

• Heinrich Wilhelm Brandes
• Robert FitzRoy
• Tor Bergeron

Seminal works

• wallace2006
• carlson1991

Frequently asked questions

天气图上的测站模式是什么？

测站模式是在每个观测点绘制的一组紧凑的符号和数字，显示温度、露点、气压、风向和风速、云量以及当前天气，以便预报员能够快速读取整个区域的天气状况。

既然计算机可以进行预报，为什么还要手动分析天气图？

手动或交互式分析有助于建立和检验预报员对大气的心理图像，有助于发现自动化数据中的错误，并支持对原始模型输出未明确的特征和不确定性进行推理。