了解地图投影方式，选择最优投影方法

地球表面是个曲面，而地图通常是二维平面，在数值天气预报中能够使用的是平面化的地图形式，因此需要考虑把曲面转化成平面，这个转化的过程称之为地图投影。

地图投影是利用数学方法把地球表面的经线、纬线转换到平面或转换到圆锥面、圆柱面上，再展开成平面的方法，各种天气图、气候图的底图就是按此方法投影的。不同的投影形式具有各不相同的变形特征，气象上常用的投影方法有极射赤面投影、兰勃特投影和麦卡托投影。

4.1.2.1　极射赤面投影

极射赤面投影的投影光源在南极，其映像面是一个与地球表面北纬60°相割的平面，标准纬度为60°N。这种投影方式主要用来表示线、面的方位、相互间的角距关系及其运动轨迹，把物体三维空间的几何要素（线、面）反映在投影平面上进行处理。它是一种简便、直观的计算方法，又是一种形象、综合的定量图解。

用极射赤面投影方法制成的地图，其经线是一组由北极点向赤道辐射的直线，纬线是一组以北极点为圆心的同心圆。由于这种投影在高纬度地区的变形比较小，所以它多用作极地天气图或北半球天气图的底图。

4.1.2.2　兰勃特投影

兰勃特投影是一种正形圆锥投影，由其形成的投影图多用于气象上，在中尺度数值预报中常用这种投影方式。该投影方式有两种形式。

1.等角圆锥投影(www.xing528.com)

设想用一个正圆锥切于或割于球面，应用等角条件将地球面投影到圆锥面上，然后沿一母线展开成平面。投影后纬线为同心圆圆弧，经线为同心圆半径，没有角度变形，经线长度比和纬线长度比相等，适用于制作沿纬线分布的中纬度地区中、小比例尺地图，国际上常用此投影编制1∶100万地形图和航空图。

2.等积方位投影

设想球面与平面切于一点，按等积条件将经纬线投影于平面而成。按投影面与地球面的相对位置，分为正轴、横轴和斜轴三种。在正轴投影中，纬线为同心圆，其间隔由投影中心向外逐渐缩小，经线为同心圆半径。在横轴投影中，中央经线和赤道为相互垂直的直线，其他经线和纬线分别为对称于中央经线和赤道的曲线。在斜轴投影中，中央经线为直线，其他经线为对称于中央经线的曲线。该投影无面积变形，角度和长度变形由投影中心向周围增大。横轴投影和斜轴投影较常应用，东西半球图和分洲图多用此投影。

4.1.2.3　麦卡托投影

投影光源在地球球心，其映像面是一个与地球表面南北纬22.5°相割的圆柱面，标准纬度等于南北纬22.5°。用这种方法制成的地图，其经线是间距相等、相互平行的直线，而纬线是与经线相垂直的直线。由于这种投影图在低纬度地区的变形比较小，所以它适合于制作低纬度地区天气图的底图。

在这种投影方式中，线性比例尺在图中任意一点周围都保持不变，从而可以保持大陆轮廓投影后的角度和形状不变（即等角）；但麦卡托投影会使面积产生变形，高纬度地区南北向的纬线会放大许多，极点的比例甚至达到了无穷大，面积失真较大。