Свойства воздушных масс которые формируются над океаном

Метеоролог и я

Научно-популярный метеорологический проект

Воздушные массы: определение, основные свойства, типы, трансформация

На этот раз мы разберём с вами, что такое воздушные массы, основные свойства воздушных масс, их типы и трансформацию.

Воздушная масса – объем воздуха, занимающий большое пространство и имеющий относительно однородные (одинаковые) свойства. По горизонтали воздушные массы (далее ВМ) могут занимать тысячи километров, а по вертикали распространяться до верхней границы тропосферы.

Свойствами воздушной массы являются: температура воздуха, влажность, содержание примесей (пыли), дальность видимости. Эти характеристики закладываются в процессе её формирования, поэтому они частично отражают место первоначального происхождения. Иначе говоря, холодная ВМ возникает в более северных широтах, а не на юге. Значительное похолодание происходит в результате затока холодной ВМ из более северных широт.

Обычно воздушные массы, приходящие на Европейскую территорию России с западной стороны, более влажные (морские ВМ), с востока – сухие (континентальные ВМ). Но это справедливо далеко не во всех районах мира. Во Владивостоке, например, воздушная масса с востока будет более влажная (морская), а с запада – сухая (континентальная). Это связанно с тем, что с восточной стороны море, а с западной — континент. Поэтому за год в прибрежной зоне выпадает около 1000мм осадков.

Прозрачнее воздушные массы, которые формируются вблизи полюса. В арктическом воздухе содержится меньше пыли, так как он формируется над водами Северного Ледовитого океана. Менее прозрачный воздух тропических широт, он содержит большое количество пыли (мелких частиц), которые поднимает с поверхности суши ветер (особенно песок). Но на прозрачность воздуха влияет не только пыль, но и частицы воды (водяной пар). При сильном дожде или тумане вы легко заметите, как уменьшается видимость.

Воздушные массы различаются по своим свойствам во всех направлениях: с севера на юг (меридионально), с запада на восток (зонально). Если говорить о той же Европейской территории России, то ВМ, приходящие с востока, являются континентальными (более сухими, как уже отмечалось выше), с запада к нам поступают воздушные массы морского типа (более влажные).

Морские воздушные массы формируются над морем, континентальные — над континентом.

Всего выделяют 4 основных типа воздушных масс : арктические, умеренные (или полярные), тропические, экваториальные. Эта классификация в основном учитывает близость к экватору (т.е. в основе классификации меридиональное изменение). В самом простом варианте можно сказать, что на экваторе теплее, а на полюсах – холоднее. Данную классификацию можно дополнить: каждый из четырёх видов имеет морской и континентальный тип. Итого, уже 8 видов воздушных масс.

Воздушная масса, сформировавшись над какой-то территорией, не остаётся на месте, она перемещается, происходит её трансформация.

Трансформация – это изменение свойств воздушной массы под влиянием подстилающей поверхности. Подстилающей поверхностью может быть море, льды, а может быть и суша.

Пример трансформации воздушных масс в России
При перемещении холодной воздушной массы с севера на юг, она нагревается, меняется содержание примесей. Возрастает содержание пыли в воздухе. Если воздушная масса смещается на восток с Атлантического океана, то она, как правило, имеет высокое содержание водяного пара. По мере её перемещения влажность снижается из-за выпадения осадков.

Процесс трансформации воздушных масс в среднем продолжается 4-6 дней. Признаком окончания трансформации является устойчивый режим температуры ВМ изо дня в день.

О воздушных массах можно говорить долго и мы далее обязательно еще продолжим эту тему. На этот раз всё, до следующих встреч!

Источник

Характеристика воздушных масс. Чем морские воздушные массы отличаются от континентальных?

Состояние атмосферы, или погода, которая наблюдается в конкретной местности в заданный период времени, однозначно определяется концепцией эволюции воздушных масс. В статье рассматривается вопрос о том, чем отличаются от континентальных воздушные массы морские, а также дается характеристика другим явлениям, связанным с этим атмосферным феноменом.

Что принято понимать под словами «воздушная масса»?

В начале 20-х годов ХХ века норвежский физик и метеоролог Вильгельм Бьеркнес впервые в своих научных трудах использовал понятие «воздушные массы». Что такое воздушная масса? Под этим термином подразумевают огромный объем воздуха, который может покрывать площадь до 1 млн км 2 и имеет толщину в несколько километров. Он характеризуется определенной температурой и влажностью. Эти две физические характеристики являются одинаковыми по всему объему воздушной массы, однако ввиду больших размеров последней они могут незначительно отличаться в различных ее точках.

Из этого определения понятно, что если конкретный объем воздуха находится в течение нескольких дней над рассматриваемой территорией, то погодные условия будут во многом зависеть от его свойств: будет он холодный и сухой или, наоборот, теплый и насыщенный водяными парами. Все это скажется на температурных условиях, на наличии осадков в рассматриваемой местности и так далее.

Условия формирования масс воздуха

Зная, что такое воздушная масса, перейдем к вопросу ее формирования. Этот атмосферный феномен образуется не в любой местности и не над каждой территорией. Для его образования необходимо выполнение двух условий:

1. Территория должна иметь большую площадь и однородный рельеф. Если небольшие равнины чередуются с горными хребтами или наблюдаются сильные перепады высот на относительно небольшой площади земной поверхности, то здесь воздушная масса образоваться не может.
2. Над рассматриваемой территорией практически не должно быть ветра. Чтобы воздух вошел в равновесие с поверхностью, над которой он находится, необходимо некоторое время. В противном случае постоянное его перемещение и смена одних объемов другими будут препятствовать образованию гомогенных по температуре и влажности больших масс воздуха.

Отмеченным условиям удовлетворяют равнинные зоны континентов, а также практически любая морская поверхность.

Типы воздушных масс

Поскольку рассматриваемый объект характеризуется двумя основными параметрами (температура и влажность), то на его формирование влияют также два фактора:

1. Географическая широта, которая определяет температуру массы.
2. Свойства поверхности (континент или океан), которые определяют влажность воздуха.

В связи со сказанным принято выделять следующие типы воздушных масс (в скобках приводятся их условные обозначения латинскими буквами):

1. Арктическая (A). Она образуется в самых высоких земных широтах (90˚) на обоих полюсах и по своим характеристикам является континентальной. На картах ее обозначают символом cA.
2. Полярная (P). Она формируется в широтах, прилегающих к полярным кругам южного и северного полушарий (параллель 66˚), но зона ее действия распространяется до средних широт (вплоть до 50˚). Эти массы могут быть как континентальными (cP), так и морскими (mP).
3. Тропическая (T). Зона ее формирования – это тропический климатический пояс (приблизительно 20˚-35˚). Так же, как и полярная, она может быть континентальной (cT) или морской (mT).
4. Экваториальная (E). По названию можно догадаться, что области ее формирования – это низкие широты в пределах экватора. Она может быть только морской (mE).

Особенности масс разного типа

Учитывая зоны образования воздушных масс, характеристику каждой из них можно привести следующую:

1. Арктическая характеризуется чрезвычайно низкими температурами (-40 ˚C и ниже) и практическим отсутствием водяных паров в ней.
2. Полярная. Так же как и арктическая, она является холодной (до -30 ˚C), однако в летнее время года ее температура повышается до 15 ˚C. Масса cP является относительно сухой, в свою очередь mP характеризуется уровнем влажности 5-10 г H₂O на 1 кг воздуха.
3. Тропическая является самой горячей из всех масс воздуха. Температура cT может превышать +40 ˚C, mT немного холоднее — ее типичная температура лежит в пределах +22-30 ˚C.
4. Экваториальная mE – это самая влажная масса воздуха. Показатели водяного пара в ней достигают значений более 20 г H₂O на 1 кг воздуха. Так же как и тропическая, экваториальная масса характеризуется высокими температурами (порядка +27 ˚C).

Движение и стабильность масс воздуха

Если объем воздуха в течение достаточно длительного времени (дни, недели) не изменяет своих физических характеристик, то говорят о стабильности таких воздушных масс. Как правило, они образуются в высоких широтах, то есть это cA и cP. Ярким примером нестабильных масс являются mT и mE. Эти теплые и влажные объемы воздуха находятся в зоне влияния ветров пассатов, которые осуществляют постоянное перемешивание атмосферы, носящее как вертикальный, так и горизонтальный характер.

После своего формирования огромные объемы земной атмосферы начинают движение в области низкого давления. Движение воздушных масс приводит к тому, что они начинают изменяться под влиянием поверхности, над которой проходят. Здесь возможны два случая:

1. Если масса имеет температуру выше, чем поверхность, то она в своих нижних слоях охлаждается, что приводит к повышению ее стабильности за счет температурной инверсии.
2. Если поверхность является более теплой, чем воздушная масса, движущаяся над ней, тогда нижние слои воздуха разогреваются, создаются условия для активации конвекционных потоков. Последний факт приводит к дестабилизации рассматриваемой массы.

На указанную стабильность влияет не только температура поверхности, но также особенности рельефа (подъем по горному склону дестабилизирует массу и наоборот) и распределение изобар, то есть областей одинакового давления (антициклон стабилизирует, а циклон дестабилизирует массу воздуха).

На рисунке ниже изображены воздушные массы и их движение зимой (верхнее изображение) и летом (нижнее изображение). Буквы k и w означают, что этот объем воздуха имеет более низкую или более высокую температуру, чем поверхность, соответственно.

Воздушный фронт

Рассматривая вопрос движения воздушных масс, следует пару слов сказать и об их фронте. Он представляет собой область столкновения двух огромных объемов воздуха, имеющих разные физические характеристики. Например, один может быть теплым и влажным (mT), а другой – сухим и холодным (cP).

При вытеснении теплых масс холодными или наоборот на их фронте создаются благоприятные условия для формирования вертикальных конвекционных потоков, что приводит к образованию кучевых дождливых облаков. Этот факт объясняет, почему в средних широтах максимальное количество осадков выпадает осенью и весной.

Чем морские воздушные массы отличаются от континентальных?

Завершим статью рассмотрением этого вопроса. Из данной выше характеристики для масс воздуха можно самостоятельно на него ответить. Итак, чем от континентальных воздушных масс отличаются морские? Первое и главное их различие – это уровень влажности. Основное свойство континентальных воздушных масс заключается в их сухости. Массы же типа m (mP, mT, mE) образованы над морями и океанами, поэтому они несут с собой огромное количество водяного пара.

Чем морские воздушные массы от континентальных отличаются еще? Благодаря большому содержанию H₂O в массах типа m они характеризуются менее резкими перепадами температур при их образовании в различное время года, чем это свойственно для объемов воздуха типа c (континентальные). По этой же причине морские массы менее прозрачны и сильнее рассеивают солнечный свет.

Источник

Воздушные массы

Непериодические изменения погоды вызываются перемещением и взаимодействием некоторых воздушных тел, объемов (тропосферных шаблонов), являющихся носителями определенных условий погоды.

Это воздушные массы и разделяющие их фронты.Воздух тропосферы постоянно расчленяется на большие объемы — воздушные массы, соизмеримые по площади с частями материков и океанов. По высоте воздушные массы простираются до 10 км.

Воздушные массы обладают однородностью свойств и прежде всего температуры и перемещаются как одно целое в системе обшей циркуляции атмосферы. Они формируются в определенном очаге — над однородной подстилающей поверхностью.

Перемещаясь, воздушные массы меняют свои свойства, или трансформируются. Свойства воздушных масс определяют режим погоды, особенно изменчивый при переходе из одной воздушной массы в другую.

Воздушные массы квалифицируются по тепловым характеристикам или географическому положению их очагов. В первом случае имеют теплые и холодные воздушные массы.
По географической классификации различают арктический (АВ), антарктический (АНВ), полярный (ПВ) или умеренный воздух (УВ), тропический (ТВ) и экваториальный воздух (ЭВ). В каждом из этих типов выделяют подтипы — морской или континентальный воздух. В табл. 1 приведены основные характеристики воздушных масс (ВМ).

Табл. 1. Характеристика воздушных масс (ВМ).

Название	Пути движения ВМ	Погода в ВМ
		летом	зимой
Арктический воздух морской (МАВ)	Приходит в северную часть Атлантики и Европу	Развитие кучево-дождевых облаков, дожди, грозы, похолодание. Прозрачность хорошая, ветер порывистый	Кучево-дождевые облака и ливневые дожди над океаном и в прибрежной Европе. Прозрачность хорошая
Арктический воздух континентальный (КАВ)	Приходит в Азию и Северную Америку	В очаге формирования и в северных районах континента туманы и низкие облака. Вызывает похолодание, ветер несильный	Ясная погода, хорошая прозрачность. Над открытыми от льда водами часто образуются туманы, испарения
Воздух умеренных широт морской (МУВ)	Приходит на континенты Европы и Северной Америки	Развитие кучевых и кучево-дождевых облаков, ливни, грозы, похолодание. Прозрачность хорошая. Ветер порывистый. На Тихоокеанском побережье туманы, низкая облачность, похолодание	Слоистая облачность, моросящие дожди, нередко туманы. Прозрачность пониженная
Воздух умеренных широт континентальный (КУВ)	Над континентами всего полушария	Возможны кучевые облака, грозы, ночью возможны туманы, дымка	Ясная погода, слабая прозрачность, низкие температуры
Тропический воздух морской (МТВ)	Чаще вторгается в северные части Атлантического и Тихого океанов, реже — в Европу и Азию	В северных широтах океанов слоистые облака, туманы, потепление, прозрачность пониженная	Над океанами характер погоды летний. Над материками возможны туманы и слоистая облачность
Тропический воздух континентальный (КТВ)	Поступает на побережье океанов, в Европу и Азию	Над океанами и морями ясная погода, пониженная прозрачность, устойчивые ветры	Над океанами характер погоды летний, над материками возможны туманы н слоистая облачность
Экваториальный воздух (ЭВ)	Перемещается вдоль экватора в зоне 15° северных и южных широт	Бурное развитие кучево-дождевых облаков, гроз и ливней	То же, что и летом

Формирование, трансформация и разрушение воздушных масс неизбежны в постоянном круговороте атмосферы. Поэтому ни одно из консервативных свойств воздушной массы не может оставаться вполне неизменным, но на какой-то момент времени каждой воздушной массе свойствен определенный тип погоды.

Атмосферный фронт — переходная зона между двумя воздушными массами с большим наклоном к земной поверхности — характеризуется резкими изменениями метеорологических элементов. Фронтом называют также линию пересечения фронта с поверхностью Земли.

Название фронтам дают по наименованию более холодной воздушной массы: фронт между АВ и УВ — арктический фронт; между УВ и ТВ — полярный (умеренный) фронт и т. д. Это так называемые основные климатические фронты.

Вторичные фронты отделяют достаточно различные части одной и той же воздушной массы. Фронты разделяются также на подвижные, или климатические, и стационарные, формирующиеся в циклонах. В зависимости от направления движения фронтов относительно воздушных масс различают теплые, холодные и фронты окклюзии. Фронтальная поверхность всегда имеет наклон от вертикали в сторону холодного воздуха.
Тангенс угла наклона этой поверхности к земной находится в пределах 0,01. 0,001. Теплый фронт смешается в сторону относительно холодного воздуха и обычно является фронтом восходящего скольжения. В теплом воздухе, поднимающемся над фронтальной поверхностью, возникает характерная система облаков: высоко-слоистых, слоисто-дождевых (А_S, N_S) с зоной обложных осадков, выпадающих перед линией фронта, ширина которой составляет 300-400 км. Выше системы А_S, N_S, возникают перистые и перисто-слоистые облака (С_i, С_S), а под ней в холодном воздухе разорванно-дождевые (F_enb). Облака верхнего яруса и являются предвестниками появления теплого фронта.

Холодный фронт — фронт между массами теплого и холодного воздуха, перемещающийся в сторону теплого воздуха. Холодный воздух продвигается крутым валом, который вытесняет теплый воздух вверх. В результате перед фронтом возникает кучево-дождевая облачность в виде стены со шквалами, ливнями, грозами.
Далее от линии фронта, где наклон поверхности становится меньше, развивается система высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков. Холодный фронт бывает двух родов.

Холодный фронт первого рода — медленно движущийся с пассивной поверхностью восходящего скольжения воздуха. Облачность его состоит из системы высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков и напоминает облачность теплого фронта. Осадки вначале ливневые, затем переходящие в обложные.

Холодный фронт второго рода — быстро движущийся, поверхность которого в нижних слоях является пассивной поверхностью восходящего скольжения, а выше — активной поверхностью нисходящего скольжения.
Облачность такого фронта сводится к валу кучево-дождевых облаков перед фронтом со шквалами, ливневыми осадками и грозами. За линией фронта быстро наступает прояснение при обычно резком падении температуры.

Фронт окклюзии — сложный (комплексный) фронт, образующийся в результате смыкания теплого и холодного фронтов из-за различной скорости их движения. Для фронтов окклюзии характерно большое разнообразие в расположении облачных систем, интенсивности, продолжительности и ширины зоны осадков.

Источник