Воздушные массы и атмосферные фронты

Вследствие различий солнечного тепла на Земле и самой подстилающей поверхности (су­ша, океан), которые по-разному преобразуют солнечное тепло, основные свойства воздуш­ных масс — температура, влажность, про­зрачность — неодинаковы. В результате воз­дух тропосферы в горизонтальном направле­нии расчленяется на отдельные воздушные массы. Это крупные объемы воздуха, облада­ющие относительно однородными физически­ми свойствами и движущиеся как одно целое в одном из течений планетарной циркуляции атмосферы. Размеры воздушных масс опреде­ляются тысячами километров — по горизон­тали, т. е. соизмеримы с большими частями материков и океанов, и вплоть до тропопау­зы — по вертикали. Друг от друга они отде­ляются атмосферными фронтами.

Свойства воздушных масс несут отпечаток очага формирования — той территории или акватории, над которой они возникли. Для при­обретения определенных свойств воздушные массы, помимо формирования в однородных радиационных условиях над однотипной под­стилающей поверхностью, должны иметь воз­можность более или менее продолжительное время застаиваться в районе образования. Та­кие условия весьма характерны для областей высокого давления, которые являются типич­ными очагами формирования воздушных масс.

Воздушные массы не абсолютно однород­ны во всех своих частях, но более или менее длительно сохраняют свою индивидуальность при перемещении из одних районов Земли в другие. Однако поскольку они все-таки движутся, то свойства их изменяются. Процесс изменения свойств воздушных масс называет­ся трансформацией. Перерождение их тем значительнее, чем контрастнее разница ради­ационных условий и подстилающей поверхно­сти очага формирования и той территории, на которую пришла воздушная масса. Но при этом важна скорость ее движения. Если воздушная масса движется медленно, то изменения ее свойств весьма ощутимы, если быстро, то она дольше сохраняет первоначальные свойства, так как на трансформацию нужно время.

Воздушные массы по скорости пере­мещения делятся на местные (малоподвиж­ные) и движущиеся.

Местные воздушные массы длительно на­ходятся в одном районе. Свойства их опреде­ляются охлаждением или нагреванием снизу в зависимости от времени года. Поэтому они мо­гут быть устойчиво и неустойчиво стратифи­цированными. Над нагретой поверхностью (ле­том над сушей, зимой над океаном) воздуш­ные массы обладают неустойчивой стратифика­цией, над охлажденной поверхностью (зимой над сушей, летом над океаном) — устойчивой стратификацией. Мощная конвекция в связи с влажно-неустойчивым состоянием воздуха про­исходит весь год в экваториальных широтах.

Движущиеся воздушные массы по отно­шению к подстилающей поверхно­сти делятся на теплые (ТВ) и холодные (ХВ). Теплая воздушная масса та, которая приходит на холодную подстилающую поверх­ность, а холодная, наоборот, — на теплую подстилающую поверхность. Температуры здесь относительные, а не абсолютные. На­пример, воздух с Атлантики, приходящий на Восточно-Европейскую равнину зимой с тем­пературой около 0°С, теплый, а летом с тем­пературой около +15°С — холодный.

Теплая воздушная масса, приходящая на хо­лодную поверхность, способствует потепле­нию, но сама охлаждается и приобретает ус­тойчивую стратификацию. В ней возможны адвективные туманы, слоистые облака с мо­росящими осадками, температурная инверсия, так как снизу, особенно от снега, происходит сильное охлаждение.

Холодная воздушная масса, приходя на теп­лую поверхность, приносит похолодание (в уме­ренных широтах весной и осенью вплоть до заморозков), но и сама трансформируется. Вследствие прогревания снизу она становится неустойчиво стратифицированной, в ней раз­вивается конвекция, образуются кучевые и кучево-дождевые облака, которые, как правило, дают ливневые осадки.

По влажности воздушные массы де­лятся на относительно сухие и относительно влажные.

Приход тех или иных воздушных масс в ре­гион сопровождается не только их трансфор­мацией, но и изменением режима погоды: рез­ким или постепенным в зависимости от ско­рости их перемещения и степени контрастности прежних и новых условий.

Географическая (зональная) классифи­кация воздушных масс: по физическим свойствам различают четыре зональных типа воздушных масс: арктический (антарк­тический) воздух — АВ, полярный (по меж­дународной классификации) или воздух уме­ренных широт — ПВ (БУШ), тропиче­ский — ТВ и экваториальный — ЭВ. Пер­вые три типа делятся на континентальный и морской подтипы. В экваториальном возду­хе больших различий в свойствах нет, где бы он ни сформировался.

Эту классификацию с полным правом мож­но назвать и географической и генетиче­ской, поскольку в ней учитываются зональ­ные радиационные условия и характер подсти­лающей поверхности. Каждому типу и подти­пу воздушных масс присущи более или менее определенные интервалы температур, влажно­сти, прозрачности. Однако решить вопрос о принадлежности воздушной массы к тому или иному типу и подтипу не всегда просто, так как в атмосфере нет четких границ, а воздуш­ные массы постоянно движутся и трансфор­мируются.

Континентальный арктический и ан­тарктический воздух (кАВ) формируется на­до льдами Арктики и Антарктиды. Он облада­ет крайне низкой температурой, малым влагосодержанием, большой прозрачностью. Его вертикальная мощность около 2 км. Вторже­ния континентального арктического воздуха в умеренные широты Евразии и Северной Аме­рики называют волнами холода. Но, как правило, арктический воздух не переваливает Кавказ, горы Средней Азии и юга Сибири, так как, продвигаясь к югу, он уменьшается в мощ­ности из-за эффекта широты до 0,5 км. В Се­верной Америке по Центральным равнинам между меридионально расположенными хреб­тами он может распространяться вплоть до Мексиканского залива, по пути трансформи­руясь в воздух умеренных широт. Весной и осенью с вторжениями кАВ связаны заморозки.

Морской арктический и антарктиче­ский воздух (мАВ) образуется над периоди­чески замерзающими морями Арктики и во­круг Антарктиды. Его температура несколько выше, чем кАВ, влагосодержание больше, про­зрачность хуже.

Континентальный полярный (умеренных широт) воздух (кПВ) формируется над ма­териками в северном полушарии. Его свойст­ва по сезонам года неодинаковые: летом ха­рактерны довольно высокая температура, зна­чительная абсолютная влажность, наблюдается подъем воздуха при нагреве от подстилающей поверхности и выпадение осадков, прозрач­ность воздуха средняя; зимой характерны низ­кие и крайне низкие (в Восточной Сибири) температуры, невысокая абсолютная влаж­ность, большая прозрачность.

Морской полярный (умеренных широт) воздух (мПВ) образуется над незамерзающи­ми океанами с теплыми течениями в север­ном полушарии и безраздельно господствует над океаническими просторами южного полу­шария с нейтральным по температуре течени­ем Западных ветров. Летом мПВ прохладнее, чем кПВ; зимой теплее, температура его вы­ше 0°С, влажность большая, прозрачность низкая. Вторгаясь зимой в циклонах на запад­ные окраины и в глубь материков, он прино­сит потепление, осадки и пасмурную погоду.

Вторжения мПВ летом на западные и вос­точные окраины материков вызывают похоло­дания, способствуют выпадению фронтальных осадков из кПВ. Нагреваясь, он сам стано­вится неустойчиво стратифицированным, об­разуются конвективные облака и осадки.

Континентальный тропический воздух (кТВ) формируется над тропическими и суб­тропическими пустынями и полупустынями Се­верной и Южной Африки, Передней и Цент­ральной Азии, Северной Америки и Австра­лии. У него высокая температура, особенно летом, средняя абсолютная влажность, неболь­шая прозрачность из-за пыли. Вторжения тро­пического воздуха в умеренные широты, особенно летом, называют волнами тепла. При этом устанавливается жаркая сухая погода, осенью — теплое сухое бабье лето.

Морской тропический воздух (мТВ) об­разуется в барических субтропических макси­мумах над океанами. Температура его по срав­нению с кТВ ниже, влажность больше, про­зрачность хуже. Его вторжения на сушу зимой вызывают оттепели.

Экваториальный воздух (ЭВ) образуется в полосе пониженного давления вдоль эква­тора над влажными вечнозелеными лесами и океанами с теплыми течениями. Он обладает большой мощностью — вплоть до тропопау­зы, высокими, ровными температурами. Причем ЭВ прогрет до больших высот — до верх­ней границы кучевых и кучево-дождевых об­лаков благодаря выделению скрытой теплоты парообразования выше уровня конденсации. У него большая абсолютная и относительная влажность, малая прозрачность. Летом соот­ветствующего полушария в виде экваториаль­ных муссонов он проникает в сторону тропи­ков, особенно далеко в Индии (до 30° с.ш.). Типичные воздушные массы со всеми при­сущими им характерными свойствами наблю­даются лишь в очагах формирования. Ввиду большого объема, протяженности и подвиж­ности они не могут иметь абсолютных стан­дартных характеристик.

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 856; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!