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這是公眾號繼傅巨之後的第二篇科普文章！
當然了，也是第一篇氣象科普文章。如標題所言，這只是大氣環流系列科普的第一期，後續我們還將不定期更新。同時，公眾號也會發布其他地學學科的科普文章。
說到這一篇文章，今天我們的科普內容還是老話題：關於位勢高度的那點事。畢竟，要做正經的天氣分析，不會看500hpa位勢高度圖簡直是不可能的。但是，今天我們說的更多的，卻會是從大氣物理學的角度探討位勢的定義，然後再簡單地說些應用。受篇幅、時間所限，今天我們也不會去講專門的槽脊分析話題，而是留待之後的科普文章中再行講解。
另外，今天我們也大量借用一下《天氣學原理與方法》中的原版課文內容，在保證科普的專業性的同時，也讓大家對這樣一本最經典的大學大氣科學教材有所了解。
PS：筆者水平有限，如有謬誤處萬萬還請輕噴啊
一、位勢與位勢高度
簡單地說，之所以要費時費力引入位勢和位勢高度這樣的概念，原因就是——相比等高面，等位勢高度面更利於等壓面天氣圖的繪製，因為等位勢高度面在高空天氣圖的繪製時，可以視作水平面，而等高面卻由於地形的劇烈起伏而無法視作水平面，而這將使各類動、靜力學方程很難應用。這樣一來，天氣分析就將很難進行了。
然後，就是位勢的定義了。從上面天原來看，其實說的也很清楚了。位勢，又稱重力位勢，定義為單位質量的物體從海平面上升到z高度克服重力所做的功，單位為J/kg。看到這裡，有沒有一種熟悉感？要知道，重力勢能的計算公式就是E=mgz，而重力位勢除了一個單位質量，所以單位自然也就是J/kg了。
而我們為了在數值上統一位勢高度與幾何高度，也就定義了：1位勢米=9.8焦耳/千克。
完成了以上的定義之後，如上圖所述，由於等位勢面視作水平面，自然也就能夠根據等位勢線計算位勢梯度，然後就可以方便地比較各層上水平氣壓梯度力的大小。
以上這些，才是繪製高空天氣圖之前需要鋪的所有的路。這裡也終於能夠解讀一些高二同學們的疑問了：為什麼在一些地理練習題中，有時會看到高空天氣圖，而在這些高空天氣圖中，我們可以直接類比地面氣壓圖的做法，以圖上「等壓線」的排布做題呢？
實際上，那些題中所用的「等壓線」，應該說是等位勢高度線。只不過，等位勢高度線的排布，能夠反映高空等壓線的排布而已。至於為什麼我們看到的高中地理題中不會出現這樣的解釋，那當然是因為這些東西超綱超的太遠，所以也就打馬虎眼過去就是了。
下面放一張中央臺500hpa位勢高度圖實例，正好也是12月底寒潮的形勢圖，大家也可以看一看。當然了，平時我們在一周天氣提示中常用的EC預報圖，也是500hpa位勢高度圖和850hpa等溫線圖的疊加圖。
二、位勢高度圖的應用
高二選地理的同學們以及廣大氣象人群體，應該沒人會不認識副高。而在氣象上，根據多年觀測經驗，我們約定俗成：在500hpa位勢高度圖上，以5880位勢米圍成的那條線，就是副高界線的代表。以此為基礎，我們就可以分析副高情況，做出相應的天氣分析了。
颱風移動路徑是高中地理新課本水平一第三章的內容。但是，在學習這一內容時，大家有沒有想過：颱風的移動路徑是由誰控制的呢？
這也屬於天氣圖分析能夠解決的問題。
所謂「副高」嘛，畢竟是一個深厚的半永久性反氣旋系統，也是大尺度-行星尺度的天氣系統，颱風（熱帶氣旋）是需要順時針繞副高邊緣（簡單地說是5880線，而另外還有其他複雜情況）旋轉移動的。副高的進退，自然與颱風的路徑息息相關。
當然了，500hpa位勢高度圖作為最常用的高空天氣圖，如何分析這一圖種還有太多要講。攝於篇幅所限，今天我們所舉的例子也只限於此了。大氣環流系列的科普文章，我們將會繼續寫作，歡迎大家關注！
最後，仍然是我們的那句「知冷暖，共風雨」，陪伴大家一路前行！