Понятие «воздушная масса»
В результате того, что солнечное тепло распределяется по поверхности Земли неравномерно, воздух тропосферы тоже будет не везде одинаков. Он взаимодействует с подстилающей поверхностью и приобретает соответствующие физические свойства. В процессе своего перемещения из одних условий в другие, он трансформируется.
Трансформация – это изменение свойств воздушной массы при перемещении её из одних районов планеты в другие.
Прежде всего, изменяются такие показатели воздушной массы как температура и влажность. Формирование воздушных масс происходит в результате длительного пребывания над какой-либо однородной территорией. Это может быть часть континента или океана. Но сформироваться, как единое целое даже при таком условии она не может, т.е. не может во всех своих частях обладать одинаковыми свойствами. Это же обстоятельство относится и к движению – её нельзя представить как движение единого тела в одном направлении. В одной воздушной массе, но на разной высоте движение воздуха бывает противоположным.
Воздушная масса – это большой объем воздуха, который имеет более или менее однородные свойства.
Формируется воздушная масса примерно в течение $ 4$-$10$ суток. Постоянная среднесуточная её температура говорит об окончании процесса формирования. Тот район планеты, где она приобретает свои свойства, носит название очага формирования. Исходя из этого, воздушные массы могут быть теплые и холодные (ТВ и ХВ).
Воздушные массы называются теплыми, если в данном месте происходит их охлаждение
Воздушные массы называются холодными, если в данном месте происходит их прогревание.
Те и другие могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми:
- Теплая устойчивая воздушная масса наблюдается над материками в холодное время года. В этом случае воздух с теплого океана перемещается на холодный материк;
- Над океанами теплая устойчивая воздушная масса отмечается в теплую половину года;
- Холодная устойчивая воздушная масса в зимнее время характерна для материков. Над океанами она не отмечается;
- Теплая неустойчивая воздушная масса. Она наблюдается над материками в летний период, у побережий может быть и в зимний;
- Теплая неустойчивая воздушная масса над водной поверхностью характерна для холодной половины года;
- Холодная неустойчивая воздушная масса летом бывает над материками и зимой над океанами.
Классификация воздушных масс
В зависимости от районов формирования воздушных масс, согласно географической классификации, они подразделяются на $4$ основные группы:
- Воздух арктических широт (АВ);
- Воздух умеренных широт (УВ);
- Воздух тропических широт (ТВ);
- Воздух экваториальных широт (ЭВ).
Кроме экваториального воздуха все остальные воздушные массы могут быть морскими и континентальными. Это зависит от того, над какой подстилающей поверхностью они приобретали свои свойства. Их особенность учитывается в условных обозначениях, например, кАВ и мАВ – первое обозначение говорит о континентальном арктическом воздухе, второе – о морском арктическом воздухе. Континентальные воздушные массы более сухие и запыленные.
Формирование арктического воздуха (АВ) происходит над холодными районами планеты – это Арктика и Антарктика. В этом воздухе хорошо выражены свойства холодных воздушных масс. Вторжение континентального арктического воздуха (кАВ) всегда очень стремительное и сопровождающееся резким и сильным похолоданием. Довольно часто этот холодный воздух проникает далеко на юг вплоть до Турции, Ирана, Северного Китая, Японии. Континентальный арктический воздух содержит мало влаги, поэтому приносит с собой сухую, ясную, малооблачную и холодную погоду.
Воздух умеренных широт (УВ) приобретает свои свойства именно в этих широтах планеты. Он может быть морским (мУВ) и континентальным (кУВ). В зимнее время континентальный умеренный воздух не содержит много влаги и сильно охлажден, поэтому несет с собой ясную и морозную погоду. В летний период он сильно прогревается. Морской континентальный, как правило, формируется над океаном, поэтому несет с собой большой запас влаги и умеренную температуру. В зимний период с ним приходит оттепель, а летом – пасмурная и прохладная погода.
Воздух тропических широт (ТВ). Районом его формирования являются сухие субтропики планеты – Казахстан, Средняя Азия, Афганистан, Иран, Ближний Восток, Северная Африка. Тропический воздух тоже делится на морской и континентальный. Континентальный воздух сильно прогрет, запылен и относительно сух. Тропический морской воздух образуется над южными теплыми морями и океанами, поэтому несет с собой высокую температуру и большую влажность. При его вторжении наступает потепление, и проходят обильные дожди с грозами.
Экваториальный воздух (ЭВ). Район его формирования – экваториальная зона. Характеризуется высокой температурой и большой влажностью, поэтому не подразделяется на морской и континентальный. Растекается он от экватора к северу и к югу, но за пределы тропиков не распространяется. Перемещаясь с океана на более нагретую сушу, приносит тропические дожди.
Атмосферные фронты и их характеристика
Между воздушными массами, которые обладают различными свойствами, есть переходные зоны.
Граница или переходная зона между двумя соседними воздушными массами, получила название атмосферный фронт.
Начинаются атмосферные фронты от поверхности планеты и простираются на ту высоту, где различия между воздушными массами уже стираются. Они имеют ширину до $100$ км, а длина может достигать тысяч километров.
Главные атмосферные фронты – арктический, полярный и тропический:
- Арктический фронт образуется между арктическим и умеренным воздухом;
- Полярный фронт образуется между воздухом умеренных широт и тропическим воздухом;
- Тропический фронт образуется между тропическими и экваториальными воздушными массами.
Арктический фронт холодный, а два других – полярный и тропический – теплые. Различают еще фронт окклюзии – это комплексные сложные фронты, которые образуются при смыкании теплого и холодного фронтов. С атмосферными фронтами связана погода, и их приближение можно проследить по некоторым признакам. Фронты всегда движутся перед воздушной массой, идущей вслед за ними.
Если холодный воздух отступает перед теплым воздухом, значит, движется теплый фронт. Теплый воздух устремляется вверх по клину холодного воздуха и охлаждается по мере подъема. Конденсация водяного пара на границе фронтального раздела приведет к тому, что образуются слоистообразные облака. Характер облаков изменится и можно говорить о приближении теплого фронта, первым признаком которого является появление перистых облаков. Перистые облака уплотняются и образуются перисто-слоистые, что сопровождается падением атмосферного давления. Далее на смену им придут плотные высокослоистые облака с усилением ветра. Зимой из таких облаков идет снег или снежная крупа, а летом – моросящий дождик. Затем высокослоистые облака переходят в слоисто-дождевые и осадки становятся более интенсивными.
Как правило, холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха и оттесняет его. Наступает холодный воздух, что сопровождается усилением ветра. Атмосферное давление перед фронтом меняется медленно, но может расти и падать. Летом этот фронт принесет грозы и шквалы. После прохождения холодного фронта температура воздуха быстро и резко падает. Наступает похолодание.
Различают два вида холодных фронтов:
- Холодный фронт первого рода с медленным наступлением холодного воздуха;
- Холодный фронт второго рода с быстрым наступлением холодного воздуха.
