Воздушные массы — это подвижные компоненты , которые отличаются друг от друга влажностью и температурой. Их разделяют на континентальные и морские. Морские воздушные массы образуются над мировым океаном и они более влажные чем континентальные, котороые формируются над сушей.

Формирование воздушных масс зависит от климатических поясов. При перемещении воздушных масс на новые территории они сохраняют первичные им характеристики. Таким образом они формируют погоду на тех территориях, где они находятся. Если сказать грубо, их делят на Циклоны и Антициклоны .

Воздушные массы

Арктические воздушные массы образуются над Северным Ледовитым океаном, а зимой могут образоваться и над севером материков Евразия и Северной Америки. Они имеют низкую температуру, малую влажность и повышенную прозрачность воздуха. При передвижении арктических масс в умеренные широты можно заметить резкое похолодание. Можно заметить ясную и погоду. Со временем воздушная масса обретает те характеристики, которые присущие в умеренных широтах. Континентальные арктические воздушные массы образуются над ледяной Арктикой и над северным побережьем материков. Характеристики схожие с предыдущими массами, однако влажность воздуха еще меньшая.

Морские арктические воздушные массы образуются в более теплых климатических условиях. Над свободной от льда водным покрытием. Такие массы имеют более высокую температуру воздуха с предыдущими воздушными массами и содержат больше влаги. Передвижение такие масс в умеренные широты зимой иногда вызывают потепление.

Умеренные (полярный воздух) воздушные массы возникают в умеренных широтах и проникают в полярные и в субтропические широты. Континентальные умеренные воздушные массы зимой имеют ясную погоду с крепкими морозами, а летом теплую дождливую погоду. Морские умеренные приносятся западными ветрами. Они имеют высокую влажность.

Тропические воздушные массы имеют высокую температуру воздуха. Континентально-тропические воздушные массы имеют высокую сухость и запыленность, а морские тропические воздушные массы высокую влажность.

Экваториальные воздушные массы имеют теплый и влажный воздух. Те которые образуются над сушей и водой имеют одинаковые характеристики.

Все эти передвижения создают циркуляцию воздуха на планете Земля.

Воздушные массы постоянно находятся в движении. Между воздушными массами зачастую образуются резкие границы, некие переходные зоны шириной в несколько километров. Такие зоны называют атмосферными фронтами и имеют неустойчивую температуру, влажность, скорость и направление ветра. Пересечение такого фронта с поверхностью земли называют линией атмосферного фронта .

В области атмосферных фронтов образуются обширные облачные образования, которые простираются на тысячи километров. В таких зонах выпадают осадки. Они возникают из-за быстрого охлаждения теплого воздуха холодным. (рис.1).

Рисунок — 1

Таблица циркуляции воздуха представлена в виде рисунка (рис.2), где видно какие ветра и куда дуют.
Рисунок — 1

Воздушная масса (ВМ)– это относительно однородный по основным физико-метеорологическим свойствам объем воздуха, более или менее длительно сохраняющий свою индивидуальность. Распространяется воздушная масса на несколько тысяч километров в горизонтальном направлении и на несколько километров в вертикальном. Формируется при условии длительного пребывания воздуха над территорией с примерно однородными физико-географическими условиями. Перемещаясь, воздушные массы переносят характерные им свойства в разные районы Земли.

Термическая классификация ВМ.

холодные воздушные массы - холоднее окружающего воздуха и/или подстилающей поверхности. Перемещаясь на более теплую поверхность (обычно из высоких широт в низкие), приносятпохолодание .

теплые воздушные массы - теплее окружающего воздуха и/или подстилающей поверхности. Перемещаясь на более холодную поверхность (в более высокие широты), приносятпотепление .

местные воздушные массы - находятся в тепловом равновесии с окружающей средой.

Последовательная смена теплых и холодных воздушных масс приводит к колебаниям температурных условий в данном районе.

В соответствии с географической классификацией воздушные массы подразделяются в зависимости от географического положения очагов формирования. Выделяют:

арктический воздух, подразделяется на морской и континентальный;

воздух умеренных широт, подразделяется на морской и континентальный;

тропический воздух, подразделяется на морской и континентальный;

экваториальный воздух, не подразделяется на морской и континентальный, так как в районе экватора температура и влажность воздуха над сушей и над морем мало различаются.

Континентальный воздух более сухой, морской – более влажный.

Атмосферные фронты

Смежные воздушные массы, отличающиеся друг от друга по своим физическим свойствам, разделяются между собой сравнительно узкими переходными, т. е. фронтальными зонами (ширина – до нескольких десятков километров). Главный отличительный признакфронтальной зоны -резкое изменение метеорологических характеристик в горизонтальном направлении, т. е. большиегоризонтальные градиенты этих характеристик.

Линия пересечения фронтальной зоны с поверхностью земли -атмосферный фронт .Длина линии фронта соответствуют горизонтальным размерам фронтальной зоны и может достигать5 тыс. км и более. Вверх большинство атмосферных фронтов простираются до высотыне более 5-6 км . (Рассмотрим это на простейшем примере. Воздух в аудитории – одна мини-масса, снаружи – другая: они различаются между собой по температуре, влажности, составу воздуха. Наружная стена – «фронтальная зона», основание стены – «атмосферный фронт». Длина стены соответствует длине фронтальной зоны и линии фронта, высота - вертикальной протяженности фронтальной зоны).Фронтальная поверхность обязательно наклонена, так как воздушные массы всегда различаются по температуре - холодный воздух (как более плотный) подтекает под теплый, стремясь занять наиболее низкое положение. Взаимодействиевоздушных масс в зонефронта обусловливает образование облачности, атмосферных осадков, сопровождается изменением условий погоды.

В зависимости от того, какая воздушная масса, теплая или холодная , приближается к данному пункту, формируютсятеплые или холодные фронты .

Если приближается теплая воздушная масса (фронт теплого воздуха ) атмосферный фронт называюттеплым. Теплый фронт , таким образом, перемещается в сторонухолодной воздушной массы . При этомтеплый воздух , как более легкий, плавноподнимается вдоль клинахолодного воздуха , формируя соответствующую систему слоистообразных облаков. Обычно скорость движения теплого фронта составляет 30-40 км/ч, т. е. 720 – 960 км/сут.Приближение теплого фронта приводит к замене холодного воздуха теплым.

Если приближается холодная воздушная масса (фронт холодного воздуха ), атмосферный фронт называютхолодным .Холодный фронт перемещается в сторонутеплой воздушной массы . Холодный воздух, как более плотный и тяжелый,вытесняет теплый воздух вверх.Приближение холодного фронта приводит к замене теплого воздуха холодным.

Погода

Погода отражаеткомплекс метеорологических элементов (элементов погоды) иатмосферных явлений , наблюдающихся в данной местностив определенный ограниченный промежуток времени (аналоггидрологических условий ).

Элементам погоды: атмосферное давление, температура и влажность воздуха .Явления погоды : ветер, количество и форма облаков, атмосферные осадки, полярное сияние, радуга, мираж и др. Явления погоды могут носить катастрофический характер: ураган, гроза, ливень, засуха, метель, шквал, пыльная буря и др.

Погода в теплом атмосферном фронте .До приближения теплого фронта пункт наблюдения находился в областихолодной воздушной массы Погода ясная,холодная (прохладная, не очень теплая – в зависимости от сезона), маловетреная. По мере приближения теплого фронта снижается атмосферное давление ,возрастает температура воздуха .Облака все более уплотняются, выпадаютобложные осадки . Иногда наблюдаютсягрозы .После прохождения теплого фронта (за линией фронта) пункт наблюдения оказывается целиком в области теплого воздуха . Температура воздухаповышена .Осадки прекращаются ,атмосферное давление понижено ,ветер стихает .

Погода в холодном атмосферном фронте .До приближения фронта пункт наблюдения находился в областитеплой воздушной массы . Погода ясная,теплая , маловетреная. Облачная система, в целом,аналогична облачной системе теплого фронта, но развивается онав обратном порядке .Перед прохождением линии фронта в результате более мощного восходящего движения воздуха образуютсякучево-дождевые облака , сопровождающиесягрозами . Вдоль всейлинии холодного фронта происходят резкое усиление ветра, приобретающего характершквалов .После прохождения линии фронта пункт наблюдения оказывается целиком в областихолодного воздуха . Происходит заметное (иногда резкое) похолодание , прояснение , внезапное прекращение осадков , сильный рост давления ,ветер стихает .

Погода в циклоне. Вциклоне циркулируютдве воздушных массы, в результате чего складываетсядва атмосферных фронта . Погода в циклоне определяется свойствами воздушных масс ,деятельностью атмосферных фронтов , восходящими в центре потоками воздуха, величинойбарических градиентов ,сезоном года. В целом, погода в области циклона обычно пасмурная, дождливая, ветреная (до штормовой), часто с продолжительными туманами, зимой с обильными снегопадами и метелями . Атмосферное давление понижено. Летом циклоны приносят прохладную погоду, зимой – потепление .На периферии циклона погодаотносительно спокойная .

В тропическом циклоне вследствие очень больших горизонтальных барических градиентов погода формируется особенно бурно.Ветер внутриурагана (тайфуна) достигает скорости 50-60 м/с, отдельные порывы превышают 100 м/с. Идет проливнойдождь .Тропические циклоны обладают огромной разрушительной силой, нередко их прохождение сопровождается человеческими жертвами, порой весьма многочисленными. Каждомутропическому циклону , имеющему интенсивность шторма и выше, присваиваетсясобственное имя .Тропические циклоны приносят огромный ущерб, который значительно снижается благодаря хорошо поставленной службе их предупреждения.Тропические циклоны входят в разряд опасных (стихийных) явлений.

(В конце октября 2012 г. в Карибском море, где он имел особенно большую силу (погибли 69 чел., в т. ч. 54 жителя Гаити) зародился ураган «Сэнди». 28 октября, хотя и ослабленным, достиг восточного побережья США. Большие разрушения, смыты дома вдоль побережья, нарушено электроснабжение, закрыты школы и госучреждения, в Нью-Йорке затоплены некоторые станции городского метро, отменено 7-8 тыс. авиарейсов, погибли более 94 чел., экономический ущерб - порядка 50 млрд. долларов).

В антициклоне циркулирует одна воздушная масса , поскольку атмосферные фронты разносятся расходящимися от центра воздушными течениями к его периферии.Погода вантициклоне зависит отвремени года , состоянияподстилающей поверхности , свойстввоздушной массы и других факторов. В целом,погода в антициклоне обычно ясная, маловетреная, атмосферное давление повышено .Летом антициклоны приносят жаркую погоду, зимой – холодную, морозную, но солнечную. Напериферии антициклона обычно бываетоблачная погода сосадками , в зоне соприкосновения сциклоном наблюдаютсясильные ветры .

Антициклоны часто зарождаются в тыловой зонециклона в массаххолодного воздуха, поэтому, как правило,антициклону обычно предшествуетциклон .

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.

Воздушными массами называются большие количества воздуха в тропосфере, измеряемые в горизонтальном направлении тысячами километров, обладающие относительно однородными физическими свойствами (в основном — температурой и относительной влажностью). Эти свойства внутри воздушной массы могут меняться, но медленно, непрерывно, без скачков. Они задаются условиями того района Земли, где происходит формирование воздушной массы (характером подстилающей поверхности и погодой).

Благоприятные условия для формирования воздушных масс создаются в малоподвижных антициклонах и циклонах, где воздух может длительное время находиться над одним и тем же географическим районом, называющимся очагом формирования воздушной массы. Подстилающая поверхность при этом должна быть однообразной или почти однообразной (пустыня, степь, поверхность океана, ледяные поля и т.д.).

Формирование воздушной массы продолжается от 3 до 10 суток. Чем больше время формирования, тем чётче выражены свойства. В процессе перемещения происходят трансформации воздушных масс. Проходя над морями и океанами, они увлажняются, над сушей – высыхают, двигаясь в сторону полюса – охлаждаются, в сторону тропиков – нагреваются.

Воздушные массы классифицируются следующим образом:

По термодинамическому признаку

• Холодная воздушная масса перемещается из более холодного района в более тёплый. Её приход обычно приводит к похолоданию в данном районе. При этом она постепенно прогревается.
• Тёплая перемещается из более тёплого района в более холодный. Её приход приводит к потеплению в данном районе. Постепенно охлаждается.
• Местная длительное время находится в одном и том же районе и сохраняет свои свойства без особых изменений. Может быть и относительно холодной и относительно тёплой в зависимости от типа соседней воздушной массы и радиационного баланса.

Все три вида по энергетическому состоянию могут быть:

• Устойчивыми – имеющими в нижнем слое вертикальный градиент температуры меньше влажноадиабатического. Конвективные вертикальные движения при этом не развиваются и облака кучевых форм не образуются. Устойчивое состояние типично для тёплой массы при перемещении на более холодную поверхность, когда она охлаждается снизу и создаются малые вертикальные градиенты.
• Неустойчивыми – имеющими вертикальный температурный градиент больше влажноадиабатического. Возникающая вертикальная конвекция при достаточном запасе влаги приводит к образованию кучевых облаков и выпадению осадков. Такое состояние типично для холодных масс, поступающих на тёплую поверхность. При этом происходит прогревание воздуха снизу и возникают большие вертикальные температурные градиенты.

По географическому признаку

Из множества видов основными здесь являются четыре:

• Арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется за полярным кругом. В месте формирования весьма устойчива, с низкими температурами и малой влажностью.
• Полярная или умеренная формируется при длительном нахождении воздуха в умеренных широтах. Устойчивость зависит от очага формирования и направления движения.
• Тропическая формируется в зоне субтропических антициклонов. Прогревающаяся в месте формирования, следовательно – неустойчивая, с большим содержанием влаги.
• Экваториальная формируется в экваториальной зоне.

Каждая из перечисленных воздушных масс может быть морской или континентальной в зависимости от подстилающей поверхности в месте её формирования.

Устойчивость воздушных масс

Устойчивые воздушные массы

Устойчивой называют воздушную массу, в которой преобладает устойчивое вертикальное равновесие, то есть 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. Дополнительный тип - значительная и сплошная слоистая и слоисто-кучевая облачность, иногда слабые снегопады.

Неустойчивые воздушные массы

Неустойчивая воздушная масса характеризуется тем, что в нижних её слоях (примерно ниже 3 км) наблюдается неустойчивая стратификация атмо­сферы. При неустойчивой стратификации вертикальный градиент темпера­туры в воздушной массе до уровня конденсации больше сухоадиабатического градиента, а выше уровня конденсации — больше влажно-адиабатического градиента. В неустойчивой воздушной массе при достаточной её влажности происходит развитие конвекции с образованием облаков вертикального раз­вития, наблюдаются повышенная турбулентность, сильный порывистый ве­тер, ливни, грозы, шквалы.

Холодная воздушная масса, двигаясь на более тёплую подстилающую по­верхность и прогреваясь снизу, становится, как правило, неустойчивой воз­душной массой. Холодная неустойчивая воздушная масса наблюдается чаще всего над материком летом в послеполуденные часы в тыловой части цикло­на или в передней части антициклона.

Очаги формирования воздушных масс

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.

(Visited 47 times, 1 visits today)

Воздушные массы - это подвижные части тропосферы, отличающиеся друг от друга своими свойствами - температурой, прозрачностью. Эти свойства воздушных масс зависят от той территории, над которой они формируются при условии длительного пребывания. В зависимости от формирования различают 4 основных типа воздушных масс: (), тропические и . Каждый из этих четырех типов формируется над пространством суши и моря. Так как суша и море нагреваются в разной степени, то в каждом из этих типов могут образовываться и подтипы - континентальные и морские воздушные массы.

Арктический (антарктический) воздух формируется над ледяной поверхностью полярных широт; характеризуется низкими температурами, малым содержанием влаги, при этом морской арктический воздух более влажен, чем континентальный. Вторгаясь в низкие широты, арктический воздух значительно понижает температуру. Равнинный рельеф способствует его проникновению далеко в глубь материка. Подобное явление можно наблюдать . По мере продвижения на юг арктический воздух нагревается и способствует образованию суховеев, которые вызывают частые в этом районе засухи.

Умеренные воздушные массы формируются в умеренных широтах. Континентальные умеренные воздушные массы зимой сильно охлаждены. Они отличаются небольшим содержанием влаги. С вторжением континентальных воздушных масс устанавливается ясная морозная . Летом континентальный воздух сух и сильно нагрет. Морские воздушные массы умеренных широт влажные, умеренной ; зимой приносят оттепели, летом - пасмурную погоду и похолодание.

Тропические воздушные массы круглый год формируются в тропиках. Обычно морская их разновидность отличается высокой влажностью и температурой, а континентальная - запыленностью, сухостью и еще более высокой температурой.

Экваториальные воздушные массы образуются в экваториальной зоне. вокруг своей оси способствует перемещению воздушных масс то в Северное полушарие, то в Южное. Эти воздушные массы характеризуются высокой температурой и большой влажностью, и для них нет четкого деления на морские воздушные массы и континентальные.

Образующиеся воздушные массы неизбежно начинают перемещаться. Причиной этого является неравномерный нагрев земной поверхности и, как следствие, разность . Если бы не происходило движение воздушных масс, то на экваторе среднегодовая температура была бы на 13° выше, а на широтах 70° - на 23° ниже, чем в настоящее время.

Вторгаясь в районы с иными тепловыми свойствами поверхности, воздушные массы постепенно трансформируются. Например, морской умеренный воздух, поступая на сушу и продвигаясь в глубь материка, постепенно нагревается и иссушается, превращаясь в континентальный. Трансформация воздушных масс особенно характерна для умеренных широт, в которые время от времени вторгается теплый и сухой воздух из широт и холодный и сухой - из приполярных.