① 极射赤面投影法
极射赤面投影法是将光源V放在地球的南极(北极)，把地球表面上各点投影在北极(南极)的切平面TG和割平面T'G'上(如图2.1a)。其中，x、y和λ、ψ的关系为
x=macosψcosλ
y=masinψsinλ
90°，a为地球半径。极射赤面投影法适用于中高纬度(南北纬60°～90°)地区用此投影法绘制成的地图，其经线为放射状直线，纬线为同心圆，经纬线相交成直角，呈现蜘蛛网形状，图的中央部分较真实，边缘部分较为放大。一般高纬地区以及南、北半球的天气底图多采用这种投影法。例如发布中期数值天气预报的气象台要用它来发布半球的预报，此外，在大气环流科研中也有较广泛的使用。
② 兰勃脱正形圆锥投影法
兰勃脱正形圆锥投影是在圆锥投影的基础上经过改进而得到的。圆锥投影法将平面图纸卷成圆锥形，使圆锥的轴与地球极轴重合，圆锥面与地球相切于某一纬圈或相割于某两标准纬圈，光源置于地球中心，将地表各点投影到圆锥面上(如图2.1b)，即可得到圆锥投影图。其中，x、y和λ、ψ的关系为
其中，n为圆锥常数。投影图上经线呈放射状直线，纬线为同心圆弧。圆锥面与球面相切(或相割)的纬线长度与实际长度相等，称为标准纬线。天气图底图的双标准纬线是30°和60°。这种投影图上两标准纬线之间的经纬距均缩小，两标准纬线以外的经纬距均放大，但同一点的放缩系数不同。天气图使用的圆锥投影，经过了适当的订正，使同一点经向和纬向的放缩率相同，称之为兰勃脱正形圆锥投影，其放缩系数为
其中θ1=30°，θ2=60°，θ=90°-ψ(余纬)，则n=0.7156。这种投影法，在中纬地区误差较小，所以我国的天气图底图广泛采用它。它的适用范围为南北纬30°～90°。
③ 麦卡托圆柱投影法
麦卡托圆柱投影是在圆柱投影的基础上经过改进而得到的。圆柱投影法是将平面图纸卷成圆柱形，使圆柱的轴与地球极轴重合，圆柱面与地球赤道相切或与地球相割于某两标准纬圈，光源置于地球中心，将球面各点投影到圆柱面上(如图2.1c)。然后，将圆柱面展开即可得到圆柱投影图。其中x、y和λ、ψ的关系为
圆柱投影图上，任何一点经线方向和纬线方向的放缩率不同，为满足正形的要求应予以订正，使每一点上经向和纬向的放缩率相等。这种经过
=22.5°。
麦卡托投影是等角圆柱投影，投影图的经线和纬线都是直线，且相交成直角。纬线方向代表东西方向，经线方向代表南北方向，与地面上的实际方向相同。在赤道或在南北纬22.5°处纬线长与实际长度相等，向两极逐渐放大。在南北纬60°处纬圈长度和经线的长度已扩大到实际长度的两倍左右。所以这种投影图除赤道地区面积比较正确外，纬度越高，面积放大越多。例如在南北纬60°处面积放大到四倍左右，在南北纬80°处面积放大到30多倍左右。所以，赤道和低纬地区的天气图底图多采用这种投影法。此投影法适用于南北纬0°～30°区域。