Географические типы воздушных масс

Атмосфера неоднородна, она состоит из отдельных воздушных масс, размеры которых соизмеримы с большими частями материков и океанов. Воздушные массы в результате пребывания в определенных условиях радиации и подстилающей поверхности приобретают определенные устойчивые физические свойства – температуру, влажность, прозрачность и др.

Воздушные массы – отдельные крупные объемы воздуха, обладающие определенными общими свойствами (температурой, влажностью, прозрачностью и т.д.) и движущиеся как одно целое.

Различают следующие основные географические типы воздушных масс и их морские и континентальные разновидности:

1. Арктический воздух (АВ). В нем выделяют:

а) континентальный воздух (кАВ) формирующийся над ледяной поверхностью Арктики, а зимой также над Таймыром, бассейном Калымы, Чукоткой и Северной Канадой. Он характеризуется низкими температурами, малым содержанием влаги и большой прозрачностью. Вторжение кАВ в умеренные широты вызывает резкие и значительные похолодания; зимой устанавливаются сильные морозы, весной и осенью – заморозки; во всех случаях стоит ясная погода при безветренном небе и большой прозрачности воздуха; кАВ - устойчивая масса, держится долго. В южном полушарии его аналогом является антарктический воздух;

б) морской арктический воздух (мАВ) формируется в европейской Арктике, над океаном, свободным ото льда. От кАВ он отличается большим влагосодержанием и несколько более высокой температурой. Вторжение мАВ зимой на материк может вызывать кратковременное потепление.

2. Воздух умеренных широт (УВ). Выделяют:

а) континентальный воздух умеренных широт (кУВ), который формируется над обширными поверхностями континентов в умеренных широтах. Зимой он сильно охлажден и устойчив. Погода в нем обычно ясная с сильными морозами; летом сильно прогревается, в нем возникают восходящие токи;

б) морской воздух умеренных широт (мУВ), формируется над океанами в средних широтах; западными ветрами и циклонами он переносится на материки; характеризуется большой влажностью и умеренной температурой, зимой несет оттепели, летом – прохладную и всегда пасмурную погоду.

3. Тропический воздух (ТВ). Выделяют:

а) континентальный тропический воздух (кТВ), Формирующийся над материками тропических широт и в тропических барических максимумах – над Сахарой, Аравией, пустыней Тар, а летом и в субполярных и даже на юге умеренных широт – на юге Европы, в Средней Азии и Казахстане, в Монголии и Северном Китае; характеризуется высокой температурой, сухостью, запыленностью;

б) морской тропический воздух (мТВ), Образуется над тропическими экваториями – в Азорском и Гавайском максимумах; характеризуется высокой температурой и высоким влагосодержанием, но низкой относительной влажностью.

Тропический воздух проникает как в умеренные широты, так и к экватору в пассатах.

4. Экваториальный воздух (ЭВ) образуется в экваториальной зоне. Характеризуется высокой температурой и большой влажностью. Эти свойства он сохраняет и над сушей, и над морем, поэтому на морскую и континентальную разновидности не делится.

Основными очагами формирования воздушных масс являются области высокого и низкого давления, которые, таким образом, приобретают значение центров действия атмосферы. Так они называются потому, что оказывают существенное воздействие на климат больших областей Земли.

Это: Экваториальная депрессия, Азорский, Гавайский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский, Южно-Индийский максимумы; Исландский, Алеутский минимумы, Азиатский зимний максимум, Северо-Американский зимний максимум, Арктическая область повышенного давления, Антарктический максимум.

При проникновении воздушных масс из очагов своего формирования в области с иными географическими условиями они трансформируются, то есть изменяются их свойства, прежде всего температура и влажность.

Тропический воздух пассатов, подходя к экватору, трансформируется в экваториальный воздух. Проникая в умеренный широты, он трансформируется в умеренный воздух.

Морской умеренный воздух, оказавшись в глубине континентов, зимой охлаждается, а летом нагревается и всегда иссушается, превращаясь в континентальный умеренный воздух.

Воздушные массы находятся в непрерывном движении.

· При этом если воздушные массы движутся в более высокие широты или на более холодную поверхность, их называют теплыми, так как они приносят потепление.

· Воздушные массы, перемещающиеся в более низкие широты или на более теплую поверхность, называются холодными. Они приносят похолодание.

Перемещаясь в другие географические районы, воздушные массы постепенно меняют свои свойства, прежде всего температуру и влажность, т.е. переходят в воздушные массы другого типа.

Процесс превращения воздушных масс из одного типа в другой под влиянием местных условий называется трансформацией.

Например, тропический воздух, проникая к экватору и в умеренные широты, трансформируется соответственно в экваториальный и умеренный воздух. Морской умеренный воздух, оказавшись в глубине континентов, зимой охлаждается, а летом нагревается и всегда иссушается, превращаясь в континентальный умеренный воздух.

Атмосферные фронты

Все воздушный массы связаны между собой в процессе постоянного их перемещения, в процессе общей циркуляции тропосферы.

Атмосферные фронты – это пограничные слои (поверхности), разделяющие соседние массы воздуха с различными физическими свойствами. Ширина переходного слоя достигает несколько десятков километров.

Пересечение его с земной поверхностью образует так называемую фронтальную зону, длина которой измеряется тысячами километров.

Пересечение фронтальной поверхности с земной поверхностью образует линию фронта.

Так как фронт (Ф) разделяет две воздушные массы с разной температурой и, следовательно, с разным направлением движения, то очевидно, что он обязательно наклонен к плоскости горизонта в сторону холодного воздуха. Наклон фронтальной поверхности в среднем составляет около 1:100, то есть примерно 100 м на 1 км.

 

Различают фронты, связанные с циклонами, и климатические фронты.

В циклонах фронты образуются при встрече теплого и холодного воздуха, при этом вершина фронтальной системы, как правило, находится в центре циклона.

Холодный воздух, встречаясь с теплым, всегда оказывается внизу. Он подтекает под теплый, стремясь вытеснить его вверх. Теплый воздух, наоборот, натекает на холодный и если теснит его, то сам при этом поднимается по плоскости раздела.

В зависимости от того, какой воздух активнее, в какую сторону смещается фронт, он называется теплым или холодным.

· Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха и означает наступление теплого воздуха. Он медленно оттесняет холодный воздух. Как более легкий он натекает на клин холодного воздуха, полого поднимаясь вверх по поверхности раздела. При этом перед фронтом образуется обширная зона облаков, из которых выпадают обложные осадки. Полоса осадков перед теплым фронтом достигает 300, а в холодное время даже 400 км. За линией фронта осадки прекращаются. Постепенная смена холодного воздуха теплым приводит к понижению давления и усилению ветра. После прохождения фронта наблюдается резкое изменение погоды: повышается температура воздуха, ветер изменяет направление примерно на 90° и ослабевает, ухудшается видимость, образуются туманы, могут выпадать моросящие осадки.

· Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. В этом случае холодный воздух – как более плотный и тяжелый - движется по земной поверхности в виде клина, движется быстрее, чем теплый и, как бы приподнимает впереди себя теплый воздух, энергично выталкивая его вверх. Над линией фронта и впереди его образуются большие кучево-дождевые облака, из которых выпадают ливневые дожди, возникают грозы, наблюдаются сильные ветры. После прохождения фронта осадки и облачность значительно уменьшаются, ветер изменяет направление примерно на 90° и несколько ослабевает, температура понижается, уменьшается влажность воздуха, увеличивается его прозрачность и видимость; давление растет.

Одни воздушные массы от других отделяются атмосферными фронтами.

Климатические фронты – фронты глобального масштаба, являющиеся разделами между главными (зональными) типами воздушных масс. Таких фронтов пять: арктический, антарктический, два умеренных (полярных) и тропический.

Арктический (антарктический) фронт отделяет арктический (антарктический) воздух от воздуха умеренных широт, два умеренных (полярных) фронта разделяют воздух умеренных широт и тропический воздух. Тропический фронт образуется там, где встречаются тропический и экваториальный воздух, отличающиеся по влажности, а не по температуре. Все фронты вместе с границами поясов смещаются летом к полюсам, а зимой к экватору. Нередко они образуют отдельные ветви, распространяющиеся на большие расстояния от климатических зон. Тропический фронт всегда находится в том полушарии, где лето

Взаимодействие воздушных масс, различных по температуре, влажности, плотности и кинетической энергией воздушных течений, неизбежно вызывает изгибы фронта. Все разнообразные движения упорядочиваются кинетической энергией вращения Земли и приобретают вид циклонов и антициклонов. В силу этого фронты фактически превращаются в совокупность фронтов циклонов. Борьба воздушных масс вызывает почти непрерывное перемещение фронтов.