- Воздушные массы - большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы - тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.
Однородность свойств воздушной массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного баланса.
Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно циркулировала бы в регионе формирования. Значения метеорологических элементов в пределах воздушной массы меняются незначительно - горизонтальные градиенты малы. Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне между двумя воздушными массами - зоне атмосферного фронта.
Объекты, возникающие в тропосфере в результате взаимодействия воздушных масс - переходные зоны (фронтальные поверхности), фронтальные облачные системы облачности и осадков, циклонические возмущения, имеют тот же порядок величины, что и сами воздушные массы - сравнимы по площади с большими частями материков или океанов, время их существования - более 2-х суток.
Очагами формирования воздушных масс обычно бывают регионы, где воздух опускается, а затем распространяется в горизонтальном направлении - этому требованию отвечают антициклонические системы. Антициклоны чаще, чем циклоны, бывают малоподвижными, поэтому формирование воздушных масс обычно и происходит в обширных малоподвижных (квазистационарных) антициклонах. Кроме того, требованиям очага отвечают малоподвижные и размытые термические депрессии, возникающие над нагретыми участками суши. Наконец, формирование полярного воздуха происходит частично в верхних слоях атмосферы в малоподвижных, обширных и глубоких центральных циклонах в высоких широтах. В этих барических системах происходит трансформация (превращение) тропического воздуха, втянутого в высокие широты в верхних слоях тропосферы, в умеренный воздух.
Воздушные массы классифицируют, прежде всего, по очагам их формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов. Согласно географической классификации, воздушные массы можно подразделить на основные географические типы по тем широтным зонам, в которых располагаются их очаги:
Арктический или антарктический воздух (АВ),
Умеренный воздух (УВ),
Тропический воздух (ТВ),
Экваториальный воздух (ЭВ).
Данные воздушные массы, кроме того, можно подразделять на морские (м) и континентальные (к).
Как показывает практика, поскольку умеренная воздушная масса имеет значительную меридиональную протяжённость (в СНГ примерно от 45-48° до 60-65° северной широты), её термические (и другие) свойства значительно различаются в северной и в южной частях этой обширной географической зоны, поэтому правильнее подразделить умеренную ВМ на две самостоятельные - северную умеренную (СУВ) и южную умеренную (ЮУВ).
| Тип воздушных масс | Область формирования | Характеристики и последствия |
| Арктические (АВМ) (антарктические) | Полярные широты (60°-90°) | низкие температуры, малое содержание влаги |
| Умеренные (УВМ) | Умеренные широты (40°-60°) | · континентальные – зимой сильно охлаждены и отличаются небольшим содержанием влаги; летом континентальный воздух сух и сильно нагрет · морские – влажные, умеренной температуры |
| Тропические (ТВМ) | Тропические широты (20°-40°) | · континентальные – запыленные, сухие, высокая температура · морские – высокая влажность и температура |
| Экваториальные (ЭВМ) | Экваториальные широты (0°-20°) | высокая температура и большая влажность |
В атмосфере воздух движется непрерывно: он поднимается (восходящее движение), опускается (нисходящее движение).
Движение воздуха в горизонтальном направлении относительно земной поверхности из областей высокого давления в область низкого давления называется ветром. Над обширными территориями нашей планеты формируются системы постоянных и переменных ветров.
К постоянным ветрам относятся:
1) Пассаты – это устойчивый ветер, преобладающий в тропических широтах, на протяжении всего времени дующий из области высокого давления, к экватору, в область низкого давления. Климат восточных берегов Южной Америки, Африки и Австралии круглый год находится под влиянием пассатов, которые зарождаются над океаном и приносят обильные осадки круглый год.
2) Западные ветры, или западный перенос. Это ветры, господствующие в умеренных широтах, направленные от тропической области, где формируется область высокого давления, в сторону 60° широт, где формируется область низкого давления в Северном и Южном полушариях.
3) Из высоких широт (от полюсов) в умеренные дуют ветры с преобладанием восточной составляющей (восточные переносы).
Переменные ветра, в отличие от постоянных, могут менять свое направление. К ним относятся муссоны. Это ветры, меняющие свое направление два раза в год: летом они дуют с моря на сушу, зимой – с суши на море.
В зависимости от местных условий возникают различные местные ветра с ограниченным пространственным распределением:
1) бризы – это легкий местный ветер, обычно небольшой силы и скорости. Он меняет свое направление два раза в сутки. Днем дует морской бриз (с моря на сушу), ночью – наоборот;
2) бора – это сильный порывистый ветер, дующий с прибрежных гор в сторону моря, преимущественно в холодное время года (зимой). Разновидностью боры является ветер сарма, который характерен для западного побережья Байкала;
3) фён – это теплый, сильный и сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины;
4) самум – знойный ветер в пустынях Аравийского полуострова и Северной Африки, несущий раскаленный песок и пыль;
5) сирокко – это жаркий и сухой южный или юго-восточный ветер, дующий из пустынь Африки в Средиземное море;
6) суховей – это очень жаркий ветер, отмечающийся в степях, пустынях и полупустынях.
Тесты для самоконтроля
1. Соотношение азот:кислород в приземной атмосфере составляет около:
2. Выберите две основные причины низких температур в полярных областях:
1) шарообразность земли
2) большая удаленность полюсов от Солнца по сравнению с экватором
3) отклонение оси вращения Земли от перпендикуляра к плоскости орбиты
4) высокое альбедо снежного и полярного покрова
5) преобладание опускания воздуха в полярных широтах
3. Как называется:
1) граница воздушных масс с разными свойствами – ___________________
2) теплый, сухой и порывистый ветер с гор – _________________________
3) ветер на побережьях, в течение суток меняющий свое направление:_______
4) прибор для измерения атмосферного давления:_____________________
5) разность между самой высокой и низкой температурой в течение суток–
4. Пассаты образуются вследствие:
1) наличия силы Кориолиса
2) сезонных перемещений экваториальных и тропических воздушных масс
3) различий в давлении между тропиками и экватором
4) существования центрально-азиатской области низкого давления
5. Летом в северном полушарии при движении от экватора к Северному полюсу существует следующая последовательность типов воздушных масс (найдите ошибки, правильно составьте ряд):
Экваториальные – субэкваториальные – субтропические – тропические – умеренные.
6. Закончите фразу: “Муссон – это ветер, дующий…”
1) летом с моря на сушу, а зимой наоборот;
2) летом с суши на море, а зимой наоборот
3) круглый год с моря на сушу
4) круглый год с суши на море
7. Указать недостающее звено в строении атмосферы:
1.____, 2. стратосфера, 3.____, 4. мезосфера, 5. ____, термосфера, 6. ____.
8. Восходящее движение воздуха характерно для широт:
1) тропических и умеренных
2) умеренных и экваториальных
3) умеренных и полярных
4) полярных и экваториальных
9. В каком направлении дует утренний бриз?
1) с моря на сушу
2) с суши на море
3) зимой – с моря на сушу
4) летом – с суши на море
10. Что влияет на образование поясов атмосферного давления у поверхности Земли?
2) неравномерный нагрев океана и суши
3) неравномерное распределение солнечного тепла по поверхности Земли
4) вращение Земли
11 Нисходящее движение воздуха преобладает в течение всего года в … широтах.
1) тропических и экваториальных 2) экваториальных и умеренных
3) умеренных и арктических 4) арктических и тропических
12. Муссонная циркуляция воздуха в умеренных широтах наиболее отчетливо выражена на …
1) западе Европы 2) востоке Азии
3) юге Северной Америки 4) севере Южной Америки
13. Наибольшее количество влаги пассаты приносят на территорию…
1) Евразии 2) Африки
3) Северной Америки 4) Южной Америки
14. Самый сухой из материков –
1) Африка 2) Австралия 3) Северная Америка 4) Евразия
15.Наименьшие годовые амплитуды температуры воздуха наблюдаются в … широтах
1) арктических 2) умеренных
3) тропических 4) экваториальных
1.5. Климат Земли
Климатические пояса
Климат - многолетний режим погоды, типичное, неизменное на протяжении ряда лет (порядка 30-40 лет) состояние атмосферы в определенном районе Земли. Впервые термин «климат» был введен древнегреческим астрономом Гиппархом.
Различают макроклимат и микроклимат. Макроклимат – климат крупнейших территорий (климат Земли как планеты, климатических поясов, крупных регионов суши, акватории океанов, морей).
Микроклимат – часть местного климата, который необходим для определения рационального размещения отраслей производства, населенных пунктов, иной деятельности человека.
Вследствие шарообразности Земли и неравномерного нагревания поверхности отмечают различия в типах климата для различных районов Земли. Шарообразная форма Земли определяет различия климата в зависимости от географической широты, а наклонное положениеоси вращения Земли – сезонность климата.
Тип климата территории определяется сочетанием многих климатообразующих факторов. Климатообразующие факторы – это условия, которыми определяется климат данной местности. Различают следующие факторы по характеру влияния на климат:
1) космические (планетарные):
Уровень солнечной радиации,
Циркуляция воздушных масс,
Влагооборот,
Обращение Земли вокруг Солнца,
Вращение Земли вокруг собственной оси;
2) географические:
Широта места,
Океанические течения,
Подстилающая поверхность;
3) антропогенные:
Хозяйственная деятельность человека.
Вследствие сочетания различных климатообразующих факторов климат Земли очень разнообразен.
Первые классификации климатов появились еще в 70-е годы XIX века и имели описательный характер. Согласно классификации профессора МГУ Б.П.Алисова, на Земле существует 7 типов климатов, составляющие климатические пояса: 4 из них являются основными, а 3 – переходными (табл. 8).
К основным типам относятся:
· экваториальный.
В этом поясе весь год господствуют экваториальные воздушные массы. Температура воздуха в этом климате постоянна (+24°-+26°С), не изменяется относительно сезонов. Годовая сумма осадков до 3000 мм. На климат данного пояса большое влияние оказывают пассаты, приносящие сюда обильные осадки с океана. Экваториальный тип климата формируется над северными районами Южной Америки; на побережье Гвинейского залива, над бассейнами реки Конго и верховьев Нила, включая берега озера Виктория в Африке; над большей частью Индонезийского архипелага и прилегающих к нему частей Индийского и Тихого океанов в Азии.
· тропический.
Этот тип климата формирует два тропических климатических пояса: Северный пояс: Африка (Сахара), Азия (Аравия, юг Иранского нагорья; Белуджистан), Северная Америка (Мексика, Западная Куба); Южный пояс: Южная Америка (Перу, Боливия, Северное Чили, Парагвай), Африка (Ангола, пустыня Калахари), Австралия (центральная часть материка). Различают материковый и океанический тропический климат. Океанический характеризуется теплым летом (+20° – +27°С), прохладной зимой (+10° +15°С). Осадки выпадают преимущественно летом. Материковый тропический климата характеризуется малым количеством осадков (100 – 250 мм). Лето жаркое (до +40°С), зима прохладная (+15°С). Суточные колебания температур очень велики (до 40°С). Материковый тропический климат восточных и западных берегов Южной Америки, Африки и Австралии отличается. Причиной этого является наличие у западных берегов холодных течений , а у восточных - теплых течений, поэтому температура и выпадение осадков здесь различны.
· умеренный.
Данный тип климата образует два пояса в Северном и Южном полушариях, которые формируются над территориями умеренных широт, испытывает значительное влияние западных ветров, которые приносят осадки круглый год. Лето в этом климатическом поясе теплое (до +25°-28°С), зима холодная (от +4°С до -50°С). Годовое количество осадков от 1000 мм до 3000 мм, а в центре материков всего до 100 мм. Умеренный климат подразделяется на подтипы - морской, континентальный, муссонный.
Ø Морской умеренный климат господствует в западных частях Северной Америки, Южной Америки и Евразии. Он формируется при непосредственном воздействии западных ветров с океана на материк, поэтому отличается прохладным летом (+15°-+20°С) и теплой зимой (от +5°С). Осадки, приносимые западными ветрами, выпадают круглый год (от 500 до 1000 мм, в горах до 6000 мм).
Ø Континентальный умеренный климат господствует в центральных районах материков. Циклопы сюда проникают реже, поэтому здесь более теплое лето (до +26°С) и более холодная зима (до -24°С) с устойчивым многомесячным снежным покровом.
Ø Муссонный подтип характерен для востока Евразии в пределах умеренных широт. На климат этого района Земли значительно влияют муссоны, направление которых меняется по сезонам. Зимой здесь дует холодный ветер с континента, поэтому зима ясная и холодная (–20°–27°С). Летом ветры с Тихого океана приносят теплую и дождливую погоду, поэтому летом выпадает основная доля осадков (от 1600 до 2000 мм).
· полярный тип климата.
Он господствует на территории выше 65°-70° широты в Северном и Южном полушарии, поэтому образует два пояса: арктический и антарктический. Весь год здесь преобладают полярные воздушные массы и формируется область высокого давления. Средняя температура лета не превышает 0°С, а зимы –20°-40°С.
Между основными климатическими поясами располагаются переходные пояса. В этих климатических поясах воздушные массы меняются по сезонам, приходя сюда из соседних поясов. Это объясняется тем, что в результате вращения Земли вокруг своей оси происходит смещение этих поясов то к северу, то к югу.
Различают три дополнительных типа климата:
· Субэкваториальный климат.
Летом все климатические пояса смещаются к северу, поэтому здесь начинают господствовать экваториальные воздушные массы. Они формируют погоду: много осадков (1000-3000 мм), средняя температура воздуха +30°С. Зимой все климатические пояса смещаются на юг, и в субзкваториальном поясе начинают господствовать тропические воздушные массы, зима прохладнее, чем лето (+14°С). Осадков выпадает мало. Субэкваториальный климат образует два пояса. К северному относятся: Панамский перешеек (Латинская Америка), Венесуэла, Гвинея; пояс Сахельских пустынь в Африке; Индия, Бангладеш, Мьянма, весь Индокитай, Южный Китай и Филиппины в Азии. К южному поясу относятся: Амазонская низменность, Бразилия (Южная Америка); центр и восток Африки и северное побережье Австралии.
Здесь летом господствуют тропические воздушные массы, а зимой - воздушные массы умеренных широт. Лето жаркое, сухое (от +30° до +50°С), относительно холодная зима с осадками, устойчивого снегового покрова на этой территории не образуется. Годовое количество осадков около 500 мм, осадки выпадают преимущественно зимой.
Субтропический климат разных частей материка отличается друг от друга, поэтому там различают:
Ø климат сухих субтропиков характерен для центральных частей материков, где жаркое лето (+50°С) и неустойчивая зима, при которой могут случаться морозы до -20°С. В этих областях выпадает всего 120 мм осадков.
Ø средиземноморский климат характерен для западных частей материков, где жаркое, малооблачное лето без осадков и прохладная, ветреная и дождливая зима. Годовая сумма осадков здесь больше, чем в сухих субтропиках, и составляет 450-600 мм.
Ø муссонный субтропический климат характерен для восточных берегов материков. Зима здесь по сравнению с другими климатами субтропического пояса более холодная и сухая, а лето жаркое (+25°С) и влажное (800 мм). Это объясняется влиянием муссонов, дующих зимой из центра материка и приносящих холодную сухую погоду, а летом муссоны движутся со стороны океана и приносят много осадков. Муссонный субтропический климат хорошо выражен только в Северном полушарии, особенно на восточном побережье Азии.
· субполярный. Эти климатические пояса расположены только на северных окраинах Евразии и Северной Америки. Летом из умеренных широт сюда приходят влажные воздушные массы, поэтому лето здесь прохладное (от +5°С до +10°С) и выпадает около 300 мм осадков. Зимой па территорию с этим климатом приходят холодные арктические и антарктические воздушные массы, поэтому температура зимой может достигать до –50°С.
Таблица 8
Климатические пояса Земли
| Тип климата | Воздушные массы | Температура,ºС | Осадки, мм/год | Ветры | ||
| Зима | лето | зима | лето | |||
| Экваториальный | ЭВМ | +24-+26 | Пассаты | |||
| Субэкваториальный | ЭВМ - летом ТВМ - зимой | +14 | +30 | Муссоны | ||
| Тропический океанический | ТВМ | +10-15 | + 20-27 | пассаты | ||
| Тропический материковый | ТВМ | +15 | +40 | 100-250 | пассаты | |
| Субтропический континентальный | ТВМ- летом УВМ- зимой | +5-+10 | +30-+50 | Западный перенос | ||
| Субтропический средиземноморский | ТВМ- летом УВМ- зимой | +5-+10 | +20-+25 | 450-600 | Западный перенос | |
| Субтропический муссонный | ТВМ- летом УВМ- зимой | +5 | +20-+25 | муссон | ||
| Умеренный морской | УВМ | +5 | +15+20 | 500-1000 | Западный перенос | |
| Умеренный континентальный | УВМ | –24 | +26 | Западный перенос | ||
| Умеренный муссонный | УВМ | –20–27 | +20 | 1600-2000 | Муссон | |
| Полярный (арктический) | АВМ | –24–30 | +2+5 | 200-300 | Восточная составляющая | |
| Субполярный | УВМ – летом АВМ - зимой | –24–30 | +4-+12 | 200-400 | Восточная составляющая |
Тесты для самоконтроля
1. Выберите черты, правильно характеризующие субарктический климат:
2) в течение всего года отмечаются положительные температуры;
3) зимой нередко случаются метели и бураны;
4) лето обычно пасмурное и дождливое.
2. Выберите черты, правильно характеризующие умеренный морской климат:
1) значительное количество осадков;
2) в течение всего года господствуют восточные ветры;
3) зимой температура редко опускается ниже нуля;
4) лето обычно жаркое и сухое.
3. Выберите район Земного шара, где наблюдаются самые высокие годовые температуры воздуха:
1) экватор
4) Северный тропик
5) Южный тропик
4. Определите климатический пояс (область), где летом температура +18º – 20º, зимой температура +15º, осадков почти нет круглый год, относительная влажность воздуха высокая, туманы: ___________.
5. Какие утверждения относятся к понятию: 1) погоды; 2) климата?
1) для данной территории характерен летний режим выпадения осадков
2) некоторые газеты постоянно публикуют синоптические карты
3) на территории Центральной России надвигается волна холодного арктического воздуха
4) сельское хозяйство Индии привязано к летнему сезону дождей
5) в 1958 г. за три летних месяца выпала годовая норма осадков
6) судя по карте годовых изотерм, на Шпицбергене теплее, чем на Новосибирских островах
6. Правильны ли утверждения:
1) в Париже сезонная амплитуда температур больше, чем в Москве
2) муссоны летом дуют из областей повышенного давления в области пониженного, а зимой – наоборот
3) наибольшее зафиксированное годовое количество осадков выпало в районе Северного тропика
7. Какие климатические пояса (сектора) образуют непрерывный пояс – вокруг Земли: 1) в Северном полушарии; 2) в Южном полушарии:
1. экваториальный 2. тропический 3. умеренный континентальный
4. умеренный морской 5. субарктический 6. субантарктический
8. На каких склонах: 1) западных; 2) восточных будет выпадать больше осадков на следующих островах:
1) Мадагаскар 2)Кергелен 3)Южная Георгия
4)Новая Зеландия 5)Курильские 6)Шри Ланка
9. На каких континентах зафиксированы:
1) максимальная температура воздуха
2) минимальная температура воздуха
3) максимальное атмосферное давление
4) максимальная годовая сумма осадков
10. В каком направлении – к югу или к северу – «смещаются» изотермы от июля к январю:
1. в северном полушарии 2. в южном полушарии?
11. Выберите из списка государства, в которых есть субтропический средиземноморский климат.
Наблюдение за климатом и погодными явлениями получило наибольшее распространение в XIX столетии. Исследования были нужны метеорологам для формирования синоптических карт, помогавших установить распространение по миру ветров, осадков, температурных режимов и атмосферного давления.
Итогом таких наблюдений стало объективное представление о воздушных массах, что позволило составлять достаточно точные прогнозы погоды.
Что такое воздушные массы?
Под воздушными массами понимают большие объемы воздуха, которые располагаются в нижних атмосферных слоях. Их высота обычно составляет 2–3 километра, а длина может достигать нескольких сотен, а то и тысяч километров.
На всем своем протяжении они характеризуются равномерной температурой и уровнем влажности, однако во время движения способны менять свои свойства. Граница между двумя воздушными массами носит название «атмосферный фронт» и отличается разницей в температурных режимах.
Как формируются воздушные массы?
У любой массы воздуха есть свой очаг. Как правило, он представляет собой географический регион, где воздух сначала опускается, а затем расходится горизонтально. Процесс образования воздушных масс осуществляется в малоподвижных областях, таких как антициклоны.
В отдельных случаях способны возникать и в циклонах, но при условии, что те малоподвижны и находятся в широтах выше экватора.
Какие бывают виды воздушных масс?
Перечень разновидностей воздушных масс довольно обширен и различается согласно термодинамике и очагу образования. Если говорить о географическом распределении, то массы воздуха подразделяются на континентальные, образующиеся над поверхностью суши, и морские, формирование которых осуществляется над Мировым океаном. И те, и другие можно разделить на типы в зависимости широты, на которой находятся очаги. К таковым относятся арктический или антарктический воздух, умеренные, тропические и экваториальные массы.
По термодинамике они бывают теплыми, холодными или местными. К теплому или холодному относят воздух, который обладает более высокой (или более низкой) температурой в сравнении с окружающей средой. Пытаясь достичь баланса, со временем в зависимости от своей температуры он охлаждается или нагревается.
Местными считаются массы, которые находятся в температурном равновесии с окружающей средой и сохраняют подобный баланс на протяжении длительного периода времени. Изначально все массы являются теплыми или холодными, а после трансформации преобразуются в местные.
Еще одна классификация разделяет массы воздуха на устойчивые и неустойчивые. Первые отличаются постоянным вертикальным равновесием и вызывают появление дымки или . Над континентами они чаще всего появляются в зимний период, однако в зависимости от термодинамики могут приводить к разнообразным погодным явлениям. Так, теплые массы приносят дожди, холодные – безоблачную погоду.
Неустойчивый воздух отличается наличием в своей толще повышенной влажности, формирующей конвективные облака. Над поверхностью суши он наблюдается в летний сезон и приносит ливневые дожди и грозы.
Каковы свойства воздушных масс?
Основные свойства масс воздуха – температура и влажность. Если рассматривать их циркуляцию на примере России, то арктические массы, образующиеся в полярных широтах, на территории нашей страны отличаются низким температурным режимом, высокой относительной и низкой абсолютной влажностью на протяжении всего года.
Умеренные массы господствуют в умеренном поясе и меняют свои свойства от сезона к сезону. Летом они теплые и влажные, зимой – наоборот, прохладные и сухие. Частично на российской территории присутствуют тропические массы с высокой температурой. Их относительная влажность всегда имеет низкие показатели, тогда как абсолютная варьируется по месту формирования.
Воздушные массы
Воздушные массы - большие объёмы воздуха, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.
Однородность свойств воздушной массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного баланса.
Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно циркулировала бы в регионе формирования. Значения метеорологических элементов в пределах воздушной массы меняются незначительно – горизонтальные градиенты малы. Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне между двумя воздушными массами - зоне атмосферного фронта.
Объекты, возникающие в тропосфере в результате взаимодействия воздушных масс – переходные зоны (фронтальные поверхности), фронтальные облачные системы облачности и осадков, циклонические возмущения, имеют тот же порядок величины,что и сами воздушные массы – сравнимы по площади с большими частями материков или океанов, время их существования - более 2-х суток.
Очагами формирования воздушных масс обычно бывают регионы, где воздух опускается, а затем распространяется в горизонтальном направлении - этому требованию отвечают антициклонические системы. Антициклоны чаще, чем циклоны, бывают малоподвижными, поэтому формирование воздушных масс обычно и происходит в обширных малоподвижных (квазистационарных) антициклонах. Кроме того, требованиям очага отвечают малоподвижные и размытые термические депрессии , возникающие над нагретыми участками суши. Наконец, формирование полярного воздуха происходит частично в верхних слоях атмосферы в малоподвижных, обширных и глубоких центральных циклонах в высоких широтах. В этих барических системах происходит трансформация (превращение) тропического воздуха, втянутого в высокие широты в верхних слоях тропосферы, в умеренный воздух.
Воздушные массы классифицируют, прежде всего, по очагам их формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов. Согласно географической классификации, воздушные массы можно подразделить на основные географические типы по тем широтным зонам, в которых располагаются их очаги:
- Арктический или антарктический воздух (АВ),
- Умеренный воздух (УВ),
- Тропический воздух (ТВ).
Данные воздушные массы, кроме того, можно подразделять на морские (м) и континентальные (к).
Как показывает практика, поскольку умеренная воздушная масса имеет значительную меридиональную протяжённость (в СНГ примерно от 45-48° до 60-65° северной широты), её термические (и другие) свойства значительно различаются в северной и в южной частях этой обширной географической зоны, поэтому правильнее подразделить умереренную ВМ на две самостоятельные - северную умеренную (СУВ) и южную умеренную (ЮУВ).
Трансформация воздушных масс
При перемещении воздушная масса начинает изменять свои свойства – они уже будут зависеть не только от свойств очага формирования, но и от свойств соседних воздушных масс, от свойств подстилающей поверхности, над которой проходит воздушная масса, а также от длительности времени, прошедшего с момента образования воздушной массы. Эти влияния могут вызвать изменения в содержании влаги в воздухе, а также изменение температуры воздуха в результате высвобождения скрытой теплоты или теплообмена с подстилающей поверхностью.
Процесс изменения свойств воздушной массы называется трансформацией или эволюцией. Трансформация, связанная с движением воздушной массы, называется динамической. Скорости перемещения воздушной массы на разных высотах будут различными, наличие сдвига скоростей вызывает турбулентное перемешивание. Если нижние слои воздуха нагреваются, то возникает неустойчивость и развивается конвективное перемешивание. Обычно процесс трансформации воздушной массы продолжается от 3 до 7 суток. Признаком его окончания является прекращение существенных изменений температуры воздуха день ото дня как вблизи земной поверхности, так и на высотах.
Термодинамическая классификация воздушных масс
Тёплой (холодной) называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей её среды и в данном районе постепенно охлаждается (нагревается), стремясь приблизиться к тепловому равновесию. Под окружающей средой здесь понимается характер подстилающей поверхности, её тепловое состояние, а также соседние воздушные массы.
Чтобы определить, охлаждается или прогревается воздушная масса в данном районе, следует в течение несколько дней сравнивать Тмакс (максимальную дневную приземную температуру воздуха) или Т850 (температуру воздуха на уровне 850 гПа, около 1,5 км над уровнем моря).
Местной (нейтральной) воздушной массой называют массу, находящуюся в тепловом равновесии со своей средой, т.е. день за днем сохраняющую свои свойства без существенных изменений (Тмакс дент ото дня изменяется не более чем на 1...2°). Таким образом, трансформирующаяся воздушная масса может быть и тёплой, и холодной, а по завершении трансформации она становится местной.
На карте АТ-850 холодной воздушной массе соответствует ложбина или замкнутая область холода (очаг холода), тёплой - гребень или очаг тепла. Воздушная масса может характеризоваться как неустойчивым, так и устойчивым равновесием. Данное разделение воздушных масс учитывает один из важнейших результатов теплового обмена - вертикальное распределение температуры воздуха и соответствующий ему вид вертикального равновесия. С устойчивыми (УВМ) и неустойчивыми (НВМ) воздушными массами связаны определённые условия погоды. Нейтральные (местные) воздушные массы в любой сезон могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми в зависимости от начальных свойств и направления трансформации той воздушной массы, из которой образовалась данная воздушная масса.
Устойчивой называют воздушную массу, в которой преобладает устойчивое вертикальное равновесие, т.е. в основной её толще вертикальный температурный градиент меньше влажноадиабатического. Термическая конвекция в УВМ не развивается, а динамическая развита слабо. Среднее значение вертикального температурного градиента в УВМ обычно меньше 0.6°/100 м. Здесь встречаются слои инверсии и изотермии (задерживающие слои). В УВМ могут возникать облака турбулентного обмена - слоистые и слоисто-кучевые.Если же уровень конденсации лежит выше верхней границы турбулентного слоя, то наблюдается ясная погода. Значительных осадков в УВМ не наблюдается, из слоистых облаков, достигших значительной вертикальной мощности, в ряде случаев могут выпадать моросящие осадки, а из слоисто-кучевых зимой - слабый снег. Благодаря слабому вертикальному обмену, в УВМ обычно наблюдаются дымки, а в ряде случаев и туманы.
Тёплая устойчивая воздушная масса над материками наблюдается, как правило, в холодную половину года, и поступает в данный регион в тёплых секторах циклонов и примыкающих к ним северных окраинах антициклонов. В отдельных случаях вертикальная мощность слоистых облаков возрастает настолько,что они превращаются в слоисто-дождевые и начинают давать обложные осадки. Вертикальное распределение температуры воздуха представлено слоями инверсии и изотермии, либо малых температурных градиентов до высоты 3-4 км.
Холодная устойчивая воздушная масса наблюдается над материками, в основном, зимой. Основной тип - морозная безоблачная погода, иногда с радиационными туманами. Дополнительный тип - значительная и сплошная слоистая и слоисто-кучевая облачность, иногда слабые снегопады.
Неустойчивой (НВМ) называется воздушная масса, в основной толще которой преобладает влажнонеустойчивая стратификация, что при достаточной влажности приводит к формированию конвективных облаков.
Для НВМ характерны кучевые и кучево-дождевые облака, зимой - слоисто-кучевые с отдельными плоскими кучево-дождевыми. Приземная скорость ветра в неустойчивой воздушной массе при одной и той же величине барического градиента больше, чем в устойчивой. Ветер часто бывает порывистым, а при прохождении кучево-дождевых облаков порой наблюдаются шквалы. Наиболее ярко неустойчивость проявляется в образовании развитых кучево-дождевых облаков, выпадении ливневых осадков, развитии гроз. Чем больше неустойчивость воздушной массы, тем больших высот достигает верхняя граница кучево-дождевой облачности.
Тёплая неустойчивая воздушная масса над материками наблюдается летом, вблизи побережий морей может наблюдаться и зимой. Тёплая воздушная масса может быть неустойчивой в тёплых секторах циклонов и на западной периферии антициклонов: наблюдается кучевая облачность, иногда кучево-дождевая с ливневыми осадками и грозами, порой с радиационными туманами (преимущественно после выпадения дождя и ночного прояснения). Вертикальный температурный градиент в значительном слое атмосферы больше влажноадиабатического.
Холодная неустойчивая воздушная масса наблюдается в тыловых частях циклонов за холодными фронтами и частично в примыкающих к ним окраинам антициклонов: наблюдается кучевая, кучево-дождевая облачность, ливневые осадки, часто многократно повторяющиеся, иногда днем грозы. Суточный ход метеорологических элементов велик. Холодная неустойчивая воздушная масса особенно характерно проявляется весной - "апрельская погода", когда в северной зоне умеренных широт ещё лежит снег, а в южной зоне почва уже заметно прогрелась.
Особенно велико влияние на устойчивость воздушной массы свойств подстилающей поверхности. Если воздушная масса теплее подстилающей поверхности, то в приземном слое она охлаждается. У Земли температуры воздуха могут стать ниже, чем на более высоких уровнях. В этом случае в атмосфере могут образоваться задерживающие слои. Воздушная масса становится устойчивой, по крайней мере, в нижнем слое атмосферы.
Если воздушная масса холоднее подстилающей поверхности, то в приземном слое она прогревается, увеличиваются контрасты температуры между нижними слоями атмосферы и вышележащими и создаются благоприятные условия для развития конвекции: воздушная масса становится неустойчивой.
См. также
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Воздушные массы" в других словарях:
Большой Энциклопедический словарь
Обширные образования в нижних слоях тропосферы, сравнимые по горизонтальным размерам с частями материков и океанов перемещающиеся как одно целое и обладающие однородными свойствами. Воздушные массы разделяются атмосферными фронтами и определяют в … Морской словарь
Крупные однородные (в горизонтальном направлении) части тропосферы. Разделяются атмосферными фронтами. В системе общей циркуляции атмосферы воздушные массы перемещаются как единое целое, определяя в значительной степени режим погоды. Различают… … Энциклопедический словарь
Части нижнего слоя атмосферы тропосферы (См. Тропосфера), горизонтальные размеры которых соизмеримы с большими частями материков и океанов. Каждая воздушная масса обладает определённой однородностью свойств и перемещается как целое в… …
Крупные однородные (в горизонт. направлении) части тропосферы. Разделяются атм. фронтами. В системе общей циркуляции атмосферы В. м. перемещаются как единое целое, определяя в значит. степени режим погоды. Различают массы арктич. (или антарктич.) … Естествознание. Энциклопедический словарь
Воздушные массы, формирующиеся над Антарктидой и примыкающими к ней высокоширотными частями океанов. Континентальные А. в. м.. формирующиеся над самым материком, обладают наиболее низкими температурами как у земной поверхности, так и на… … Большая советская энциклопедия
Воздушные массы, формирующиеся над Арктикой (См. Арктика). Характеризуются низкими температурами, малым влагосодержанием и большой прозрачностью. При циклонич. деятельности А. в. м. могут перемещаться в более низкие широты, вызывая в них… … Большая советская энциклопедия
Воздушные массы, формирующиеся над Антарктидой и примыкающими к ней высокоширотными частями океанов. Континентальные антарктические воздушные массы формирующиеся над самым материком, обладают наиболее низкими температурами как у земной… … Википедия
Эта страница требует существенной переработки. Возможно, её необходимо викифицировать, дополнить или переписать. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К улучшению/13 июля 2012. Дата постановки к улучшению 13 июля 2012. Воздушные… … Википедия
Когда Гейсслер (1855) и Шпренгель (1865) для выкачивания воздуха применили ртуть (см. Ртутные насосы) и эти приборы, усовершенствуясь (Тёплер, Поггендорф, Джоуль, Менделеев, Спринг, Девилль и др.), стали необходимейшею принадлежностью лабораторий … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона