Воздушные массы земли


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).
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.

Источник: geniusterra.ru

Воздушные массы — что это такое


В горизонтальном направлении воздушные массы простираются на сотни, а то и тысячи километров, а в вертикальном — около 5 км. Их свойства:

  • температура;
  • относительная влажность;
  • давление воздуха;
  • прозрачность (наличие пыли или водяного пара);
  • видимость.

Данные характеристики влияют на процесс образования воздушных масс и в некоторой мере указывают место их возникновения. Формируются они в случае долговременного нахождения воздуха над областью со схожими физико-географическими параметрами (очагом формирования). Для образования масс воздуха должны быть соблюдены следующие требования:

  • однородная подстилающая поверхность, что обеспечивает возможность воздуху подвергаться сходному воздействию;
  • подобные радиационные условия;
  • условия циркуляции, при которых воздушные массы некоторое время остаются в месте формирования.

Объемы воздуха активно перемещаются в тропосфере, сталкиваются между собой, вытесняют друг друга.

От чего зависит температура воздушных масс


Подстилающая поверхность Земли поглощает солнечную радиацию, за счет чего происходит нагревание сопредельного слоя воздуха и почвы. Но нагревание поверхности планеты в различных ее районах происходит в разной степени. Экваториальные и тропические области получают больший объем солнечной радиации, чем умеренные и, тем более, полярные широты.

Суша имеет свойство быстрее нагреваться, чем океан, но последний дольше остается теплым. Поэтому летом суша теплее, чем море, а зимой — наоборот. Вследствие этих процессов воздушные массы, которые формируются над разными подстилающими поверхностями, прогреваются неодинаково. Таким образом, их температура, как и другие свойства, пребывает в зависимости от количества солнечной радиации в определенной области и характера подстилающей поверхности.

При перемещении на другую территорию с иными физико-географическими условиями воздушная масса меняет изначальные свойства, в том числе может прогреваться или остывать. Так происходит ее трансформация, по окончанию которой устанавливается стабильный режим температуры. Полностью этот процесс завершается на протяжении 4-6 дней. 

Классификация воздушных масс

Разделение воздушных масс основывается на их термодинамических свойствах и очагах формирования.

Какими бывают газообразные состояния

Согласно термодинамической классификации воздушные массы подразделяют на:


  • холодные (отличаются более низкой температурой, чем окружающий воздух, перемещаются на более теплую поверхность, вызывая похолодание);
  • теплые (имеют температуру выше окружающего воздуха, двигаются с более теплой поверхности в район более холодной и приносят потепление);
  • местные или нейтральные (пребывают в состоянии теплового равновесия с окружающей средой, то есть не изменяют свойств; теплые или холодные массы воздуха становятся местными после трансформации).

Относительно устойчивости выделяют две группы воздушных масс. В устойчивых отсутствуют условия для формирования восходящих движений воздуха (конвекции), часто образуются инверсионные и изотермические слои. Это, как правило, теплые воздушные массы. Такими они становятся в двух случаях:

  • если воздух малоподвижный, а подстилающая поверхность охлаждается (радиационный процесс);
  • при движении теплого воздуха над холодной поверхностью (адвективный процесс).

Охлаждение нижнего слоя воздушной массы приводит к процессу конденсации водяной пары. Для устойчивых воздушных масс в холодный период года характерно возникновение слоистых и слоисто-кучевых туч, тумана, дымки. Для теплого периода года свойственна безоблачная погода в дневное время, и возникновение тумана, дымки ночью и утром.

Неустойчивые воздушные массы обладают условиями для развития восходящих движений воздуха. Неустойчивость характерна для холодных масс. Данное свойство они приобретают при следующих обстоятельствах:

  • если воздух летом малоподвижен, а поверхность под ним прогревается (инсоляционный процесс);
  • при движении холодного воздуха над теплой землей (адвентивный процесс).

Типичным для неустойчивых воздушных масс является формирование крупных кучевых и кучево-дождевых облаков, приносящих ливневые дожди и грозы. В теплое время года этот процесс чаще происходит над сушей во второй половине дня, а над водной поверхностью — ночью. В холодный период года образование значительной облачности кучевого типа, выпадение сильных осадков более характерно для океанов и морей, чем для внутриматериковых областей.

Типы воздушных масс классифицируют и в соответствии с географическим очагом их формирования (климатическим поясом). Но поскольку каждый из этих типов образуется в рамках своего пояса как над сушей, так и над и водной поверхностью, отличающимися своими физико-географическими характеристиками, существуют и подтипы — морские и континентальные

Таким образом, согласно географической классификации выделяют следующие типы воздушных масс:

  1. Экваториальные. Образуются на экваторе, отличаются высокими показателями температуры (+24 — +28 °С). Насыщенные влагой, поэтому круглый год приносят обильные осадки. Не подразделяются на морские и континентальные. 

  2. Тропические. Формируются в тропических широтах. Характеризуются высокими температурными показателями. Морские тропические воздушные массы влажные, с высокими летними температурами (+20 — +27 °С), которые снижаются в зимний период (+10 — +15 °С). Континентальные же в тропиках сухие, запыленные, их средние температуры от +26 до +40 °С.
  3. Умеренные. Район формирования — умеренные широты (от 45° до 65° северной широты). Умеренные континентальные воздушные массы летом сухие и теплые, а зимой — сухие и холодные, вызывают морозную, но ясную погоду. Морские влажные, с относительно теплой температурой, способствуют похолоданию и дождливой погоде летом и оттепелям зимой.
  4. Арктические и антарктические. Образуются в полярных широтах соответственно Северного и Южного полушарий. Сухие, прозрачные и очень холодные, они приносят значительное похолодание. Морской тип в данном случае более влажный, чем континентальный. 

В переходных климатических поясах осуществляется смена воздушных масс в зависимости от времени года. Они приходят из соседних основных поясов: зимой — из северного, а летом — из южного.

Роль потоков в природном круговороте

Сформированные воздушные массы активно перемещаются по причине неравномерного нагрева поверхности планеты и разницы в атмосферном давлении. В процессе движения они теряют свои и обретают новые свойства: нагреваются или остужаются, становятся более сухими или влажными. Если морская воздушная масса движется вглубь материка, то постепенно прогревается, а влажность ее снижается, и она таким образом превращается в континентальную.


Перемещение огромных масс воздуха имеет большое значение для смены погодных условий, является важным фактором формирования климата планеты. В глобальном масштабе оно составляет атмосферную циркуляцию Земли.

Атмосферные фронты и их характеристика

На границе двух воздушных масс формируются атмосферные фронты.

Плоскость атмосферного фронта называют фронтальной поверхностью. Термин «линия фронта» обозначает линию ее пересечения с земной поверхностью.

В высоту атмосферные фронты достигают 3-5 км. Они передвигаются, причем их движение сопровождается усилением ветра, ростом облачности, выпадением осадков.

По циркуляционной значимости и пространственной протяженности различают следующие виды атмосферных фронтов:

  • основные (тропосферные, высокие). Данные фронты служат разделом для воздушных масс разного географического происхождения. Их движение находится в зависимости от времен года. Горизонтальная протяженность основного фронта — несколько тысяч километров;
  • вторичные (приземные, низкие). Разделяют две воздушные массы с различными свойствами, но сходным происхождением. Вторичные фронты существуют около 1-2 суток, находятся в основном у поверхности Земли;
  • верхние. Размещаются на высотах как самостоятельные фронты или части основных и вторичных фронтов и отсутствуют у поверхности.

Фронты разделяют по географическим признакам:

  • арктический (разделяет арктические и умеренные воздушные массы северного полушария);
  • умеренный (делит северную и южную умеренные воздушные массы);
  • полярный (разграничивает южную умеренную и тропическую воздушные массы);
  • пассатный (находится между двумя массами тропического воздуха – старым тропическим воздухом и новым, который образовался посредством трансформации воздуха умеренных широт;
  • внутритропическая зона конвергенции (узкая область сходимости между пассатами Северного и Южного полушарий).

Данные фронты являются также основными.

В соответствии с особенностями перемещения, вертикального строения и условий погоды выделяют:

  • теплые фронты — перемещаются в направлении более холодного воздуха. За ними движется теплая воздушная масса;
  • холодные фронты — передвигаются в сторону более холодного воздуха. За ними следует холодная воздушная масса;
  • малоподвижные (квазистационарные) фронты — длительное время остаются на месте;
  • фронты окклюзии — сложный вид фронтов, который влечет за собой сильные восходящие воздушные потоки и образование протяжной области облачности и осадков.

Часто в зонах атмосферных фронтов развиваются атмосферные вихри — циклоны и антициклоны. Циклоны имеет низкое давление в центре, а антициклоны — высокое. Первые обычно приносят потепление и осадки зимой, похолодание и дождь летом, вторые — морозную ясную погоду зимой и сухую малооблачную — летом.

Выводы:

  1. Воздушные массы — большие объемы воздуха, которые обладают сходными свойствами, в первую очередь температурой и влажностью.
  2. Их температура зависит от количества солнечной радиации и характера подстилающей поверхности территории, где они формируются или трансформируются.
  3. Перемещение воздушных масс — важный климатообразующий фактор.
  4. Существуют термодинамическая и географическая классификации воздушных масс. Согласно первой они бывают теплые, холодные и нейтральные, а второй — экваториальные, тропические, умеренные, арктические и антарктические. Также воздушные массы делят относительно устойчивости (устойчивые и неустойчивые).
  5. В областях соприкосновения двух воздушных масс с разными свойствами формируются атмосферные фронты.

Источник: wiki.fenix.help

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.
Что такое воздушные массы? Виды и свойства.
В отдельных случаях массы воздуха 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.
Что такое воздушные массы? Виды и свойства.
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 тумана. 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.
Что такое воздушные массы? Виды и свойства.
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.

Источник: www.vseznaika.org


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.