какие выделяют воздушные массы по месту их формирования
Воздушные массы Земли
Что такое воздушные массы?
Нашу планету окружает со всех сторон атмосфера, которая, в свою очередь, делится на несколько слоёв. Нас интересует самый нижний — тропосфера. Именно тут располагаются воздушные массы.
По сути, воздушные массы — это подвижные части тропосферы, которые передвигаются по планете. Их размеры настолько огромны, что площадь масс можно сравнить с площадью целой страны, а иногда и материка. Воздух передвигается, как одно целое, поэтому его и называют одной целой массой. Двигаются очень медленно, могут задерживаться на одном месте довольно продолжительное время.
Другим отличительным качеством воздушны масс является то, что их свойства не меняются на всём протяжении. Что это значит? Часть тропосферы, которую выделили в отдельную воздушную массу обладает некоторыми качествами. Среди них: температура, влажность и даже количество пыли в воздухе. Так вот, при горизонтальном смещении воздух не меняет своих свойств. Например, над пустыней Сахара расположена некая воздушная масса. На севере и на юге пустыни воздух будет обладать одинаковыми свойства. Однако, при движении вверх и вниз свойства будут меняться, особенно сильно, это отражается на температуре.
Что касается границ между двумя массами, то чаще всего они представляют узкую границу, но бывают и расплывчатые границы.
Формирование масс
Воздух, который долгое время находится на какой-то территории начинает изменяться и получает различные физические и химические свойства. Такие районы иногда называют «очагом формирования». Этими очагами, обычно становятся большая территория. В таких местах воздух получает первоначальный запас тепла, «впитывает» пыль и грязи, иногда, массы переносят семена разных растений, запас влаги и многое другое. Также, в формировании масс непосредственное участие принимает радиационный баланс.
Движение воздушных масс
И так, мы узнали, что такое воздушные массы на нашей планете. Теперь давайте поговорим о том, как они перемещаются. Стоит ещё сказать, что движение атмосферы оказывает сильное воздействие на климат местности.
Введём новое понятие: циркуляция атмосферы. По сути, это движение всей атмосферы. Сюда входят, как локальные ветра, так и муссоны, пассаты и так далее. Течения в атмосфере могут быть небольшими: от 0-100 метров, так и достигать в размерах нескольких десятков километров. Кстати, всё выше перечисленное относится только к тропосфере. Если говорить про другие области воздушной оболочки нашей планеты, например, стратосферу, то там немного всё иначе.
Существует ещё и общая циркуляция атмосферы — это такая система, в которой находятся замкнутые движения тропосферы. По масштабам такие движения можно сравнить с целым полушарием, либо же всей планетой. Такое устройство воздушных масс приводит к переносу вещества и энергии из одной области в другую.
На нашей планете существует множество разновидностей передвижения воздушной массы. Самые мелкие — это местные ветры, по своим размерам они могут достигать 10-100 метров. Кроме них существуют огромные воздушные массы такие, как циклоны, антициклоны, пассаты, муссоны и так далее. Их размеры достигают нескольких километров. Первое описание циркуляции воздушной массы составили ещё 20 лет назад. Конечно, та схема была довольно просто и содержала ошибки и недочёты, однако, на её основе создали современную схему циркуляции.
Причины движения воздушных масс
Существует две основные причины, из-за которых происходит движение. Первая связана с неравномерным нагреванием, а вторая относится к постоянному вращению Земли. Если со второй причиной все понятно, то первая может вызвать затруднения. Солнце нагревает поверхность Земли неравномерно. Где-то тепла получается больше, а где-то меньше. Как известно, тёплый воздух легче холодного, а холодный тяжелее. Из-за движения воздуха, возникает разница в давлении, что приводит к образованию циркуляции тропосферы.
Трансформация воздушных масс
Если воздух попадёт в другие регионы, то его характеристики будут изменятся. Свойства воздушной массы будут зависеть не только от места формирования, но и от новых условий, например, подстилающей поверхности, скорости теплообмена земли с воздухом и так далее. Передвижение воздушных масс может приводить к изменению погоды в регионе.
Воздушные течения
Неотъемлемой частью движения воздушной массы и циркуляции атмосферы являются воздушные течения. Выделяют устойчивые и неустойчивые течения. К устойчивым можно отнести пассаты — это ветры, которые постоянно дуют в одном направлении. Направлены они у экватору, а начинаются в субтропических лесах. Причём, появляются в обоих полушариях. Кроме пассатов, существуют ещё и муссоны, а также различные течения воздуха. Так, в средних широтах можно встретить множество воздушных течений. Иногда, они образовывают циклон и антициклоны. Эти воронки можно встретить и в тропических широтах. Правда их размеры здесь намного меньше, но скорость больше. Иногда, скорость такой воронки может достигать скорости урагана.
Пассаты
Как уже говорилось выше, пассат — это ветер, который дует в одном направлении: с берега в море. В разных полушариях — разное направление ветра. Например, в северном полушарии ветер дует преимущественно в северном направлении, а вот а юге, направление ветра юго-восточное.
Интересен тот факт, что над пассатами дуют так называемые антипассаты, которые имеют противоположное направление. Располагаются они в самых высоких слоях тропосферы и нижних слоях стратосферы.
Циклон
По сути, циклон — это воронка быстро вращающегося воздуха, которая может занимать в поперечном сечении до нескольких сотен километров. Отличительной чертой циклона является низкое давление, при чём, чем ближе к центру, тем меньше давление. Направление циклона зависит от полушария. Например, в северном полушарии циклоны дуют против часовой стрелки, а вот в южном всё наоборот.
Антициклон
Это полная противоположность циклона. В центре тут самое высокое давление. В северном полушарии ветер дует по часовой стрелке, а вот в южном — наоборот. Если при циклоне погода будет пасмурной и дождливой, с сильным ветром, то присутствие антициклона на территории будет свидетельствовать о сухой и безветренной погоде.
Типы и разновидности воздушных масс
Все воздушные массы делятся на несколько категорий, каждая категория называется по своему месту формирования. Кроме того, каждую воздушную массу можно разделить на континентальную и морскую.
Термодинамические свойства воздушных масс
Помимо все остальных свойств у воздушных масс есть и термодинамические свойства.
Выделяют тёплые и холодные массы. Тёплая воздушная масса — это такая воздушная масса, которая теплее окружающей среды в этом районе. Кроме того, при попадании в более холодный район, воздушная масса начинает постепенно остывать. Для холодной массы всё тоже самое, только наоборот.
Кстати, под окружающей средой понимается температура окружающего воздуха, подстилающей поверхности, температура других воздушных масс и так далее.
Другая классификация воздушных масс — это местная, либо как её ещё называют — нейтральная. Это масса, температура которой равна температуре окружающей среды и с течением времени практический не изменяется, либо изменяется на небольшое значение. Любая воздушная масса может стать нейтральной, если попадёт в другую зону. Например, тропическая воздушная масса попадает в более холодные и влажные регионы. Постепенно её температура понижается, а сама масса обогащается влагой, постепенно она станет нейтральной для данного региона.
Экваториальные воздушные массы
Самые тёплые и важные — это экваториальные массы. Из-за их высокой влажность, учёные не делят экваториальные воздушные массы на континентальные и морские, так как разница в этом показателе незначительная. Как можно понять из названия, образуются они в экваториальном поясе. Массы могут перемещаться в другие полушария: Северное и Южное. Это возможно, благодаря вращению Земли во круг своей оси. Перемещаясь в другие условия, характеристики воздушной массы начинают меняться.
Изменяется количество влаги в воздухе: он становится либо более сухим, либо влажным, всё зависит от того, куда попадут воздушные массы. Перемещение воздушных масс, особенно экваториальных, очень сильно влияет на погодные условия. Например, если бы массы на экваторе находились постоянно, то температура в этом регионе была бы на 20 градусов выше. А вот в умеренных широтах 10 ниже. Как видите, перемещение воздушных масс — это очень полезная вещь.
Тропические воздушные массы
Климат в районах, где преобладают тропические воздушные массы, довольно сухой, обычно выпадает не более 500 миллиметров осадков за год. Температура воздуха может пониматься до 30 градусов летом и 10 градусов зимой. Однако, такие климатические условия характерны не для всех тропических масс. В Калифорнии воздух может прогреваться до 50-60 градусов. Над морями тут постоянно дуют пассаты, из-за этого местный климат называют пассатным.
Умеренные воздушные массы
Могут образовываться, как в Северном, так и в Южном полушарии, в умеренных широтах. Учёные разделяют морские и континентальные воздушные массы. Те массы, которые находятся на континенте, обладают довольно низким содержание влаги, кроме того низкой температурой. Температура воздуха в этих массах держится на довольно низком уровне. Если на территорию попадёт континентальная масса, то погода будет холодной, но при этом ясной. А вот вторжение морской массы может принести осадки. Приход морской воздушной массы зимой может привести к изменению погоды в лучшую сторону.
У умеренной воздушной массы есть одна особенность: большая протяженность по меридианам. Изменение широты в градусах составляет примерно 20, если идти с юга на север по воздушной массе. Свойства массы на юге и на севере будут сильно отличаться. Из-за такой большой протяжённость учёные решили делить массу на два региона: северная и южная, при этом они являются самостоятельными и делятся ещё на континентальную и морскую каждая.
Арктические воздушные массы
Формируются на сервере. Самая яркая черта массы — это очень низкая температура. Также, массы обладают очень маленьким содержанием влаги. Если рассматривать процентное соотношение влаги в континентальной и морской, то во второй воды в воздухе немного больше. Если воздух Арктики попадёт в более низкие широты, то температура окружающей среды быстро понизится.
Антарктические воздушные массы
Воздушные массы – что это такое?
Воздушные массы – это значительные скопления воздуха в тропосфере, горизонтальный масштаб которых сопоставим с размерами стран, частей материков. Их верхний предел – граница тропосферы. Из статьи можно узнать где они формируются, как влияют на погоду, от чего зависят свойства.
Классификация
По месту формирования выделяют арктические, умеренные, тропические и экваториальные воздушные массы. Их температура повышается от полюсов к экватору. В каждой группе имеются морские и материковые массы.
Над морем воздух насыщается влагой, поэтому в прибрежных районах всегда больше осадков, чем во внутриматериковых областях.
Морские воздушные массы смягчают континентальный климат, особенно велико влияние теплых течений.
На климат Западной Европы влияет теплый Гольфстрим и атлантические ветры, они приносят влагу и тепло.
Континентальные воздушные массы сухие, их температура зависит от сезона – зимой их вторжение приносит сильные морозы, летом жаркую погоду. Независимо от времени года осадков мало. Так формируется резко континентальный климат Якутии.
Если континентальные массы образуются над горячими пустынями, их основные свойства не зависят от сезонов, приближение чувствуется по высокой температуре.
Перемещение воздушных масс фиксируется метеоспутниками, что позволяет спрогнозировать погоду.
Рис. 1. Воздушные потоки в атмосфере, вид из космоса.
Атмосферные фронты
При встрече воздушных масс с разными свойствами возникает зона атмосферного фронта.
Рис. 2. Схема атмосферных фронтов.
Прохождение фронта фиксируется осадками и ветром. Приход холодной массы сопровождается ливнями с градом или сильным снегопадом, грозами (иногда зимними) и шквалистым ветром. Теплые массы двигаются медленно, приносят моросящие дожди или мелкий снег, крупу при слабом ветре.
Над береговой линией Австралии при встрече морских и материковых масс формируются горизонтальные трубчатые облака, внутри которых воздух образует вихри. Жители называют их «утренняя Глория», это редкое явление.
Рис. 3. Утренняя Глория, Австралия.
Что мы узнали?
Мы узнали, что такое воздушная масса, от чего зависят ее свойства. Имеет значение географическая широта места образования. Континентальные и морские массы обладают разными свойствами, поэтому формируют отличающийся климат. Мы познакомились с атмосферными фронтами, узнали, как они изменяют погоду. Мы увидели редкие облака Австралии.
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.
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).
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!
Воздушные массы
На поверхности Земли тепло Солнца, получаемое атмосферой, распределяется неравномерно. Соответственно воздух в разных частях тропосферы тоже будет различным. Из-за неравномерности распределения температур и влагосодержания в атмосфере возникают движения огромных объёмов воздуха.
Понятие воздушных масс
Воздушные массы представляют собой внушительные объёмы воздуха тропосферы (околоземной атмосферный слой), сформированные над определённой территорией или как иначе её называют – подстилающей поверхностью, и имеющие похожие, почти однородные в горизонтальных плоскостях температурные значения и показатели влажности.
Эти объёмы в горизонтальном направлении измеряются несколькими сотнями (иногда тысячами) километров, а в вертикальной достигают 20-25 км (но в среднем их высота составляет около 5 км).
Над подстилающей поверхностью должен установиться температурный и радиационный баланс. Помимо этого, необходимо создание таких условий циркуляции воздуха, при которых было бы возможно длительное пребывание большого его объёма в конкретном месте. Тогда и достигается однородность системы воздушной массы.
Любая воздушная масса отделяется от другой четкими границами. Метеорологические величины в пределах массы практически не изменяются. Их резкое увеличение или уменьшение происходит на границе двух воздушных масс, в переходной зоне (зоне атмосферного фронта).
Формирование воздушных масс
Воздушная масса, сформировавшись в определённой области, приобретает свои постоянные свойства. Такая область называется очагом формирования. Он должен иметь конкретные свойства:
Обычно очаги формирования — это антициклоны (вихревые потоки с повышенным давлением в центре), которые являются менее подвижными в сравнении с циклонами (для них характерно низкое давление). Здесь воздух опускается вниз и начинает распространяться в горизонтальном направлении.
Над нагретыми областями суши возникают термические депрессии — области с низким атмосферным давлением. Такие условия также способствуют возникновению очага.
Атмосферные фронты
На границе различных соседствующих воздушных масс есть переходные области или зоны — фронты. Они наклонены относительно земной поверхности из-за того, что воздушные массы подвижны. Атмосферный фронт всегда предшествует идущей вслед за ним массе воздуха.
В зависимости от мест возникновения, связанных с климатическими поясами, различают такие фронты, как арктический, полярный, тропический. Первый является холодным, остальные считаются тёплыми.
Фронты оказывают непосредственное влияние на давление в атмосфере и определяют погоду в конкретном месте. Это выражается в возникновении и исчезновении облаков, ветров, осадков.
Атмосферный фронт в Крыму
Движение и циркуляция. Смена воздушных масс
Воздушная масса не остаётся в той области, где сформировалась. Под влиянием непостоянства циркуляционных условий она начинает перемещаться и трансформироваться.
Течение воздушных масс носит глобальный характер, ведь их формирование и движение охватывает океаны, континенты, обширные участки планеты. Таким образом совокупность воздушных масс составляет атмосферную циркуляцию планеты.
На процессы циркуляции в атмосфере главным образом влияет солнечная энергия. Причём на все участки планеты эта энергия действует по-разному из-за неоднородности подстилающей поверхности. Отсюда и разница температур. Обладающий высокой плотностью холодный воздух создаёт повышенное давление и всегда стремится в более тёплую область с разреженным воздухом.
Во время перемещения из одной области в другую воздушная масса меняет свои свойства. Это зависит от того, над какой территорией она проходит, с какими воздушными массами граничит и от того, сколько времени прошло с момента её формирования. Причем скорость перемещения воздуха внутри массы непостоянна и разнится с высотой. Таким образом возникает турбулентное перемешивание.
Перемена свойств воздушной массы зовётся её трансформацией или сменой. Она длится от трёх до семи дней и считается завершённой при установлении постоянной среднесуточной температуры во всех слоях массы день за днём. Таким образом формируется новая воздушная масса.
Виды и типы воздушных масс
Воздушные массы зависят от места формирования, от температуры, от вида подстилающей поверхности.
Термодинамическая классификация
По термодинамическому признаку воздушные массы подразделяют на три вида.
Очаг формирования морских масс возникает над поверхностью океана, поэтому их воздух насыщен влагой. Возникновение континентальных воздушных масс происходит над сушей материков, в связи с чем их воздух сухой и запылённый.
Географическая классификация
Возникновение воздушных масс происходит в разных широтах планеты. Исходя из этого, их подразделяют географически на четыре типа:
Влияние на климат
Климатом называется циклично повторяющийся режим погоды, сформировавшийся в конкретной местности в течение многих лет.
Воздушные массы оказывают огромное влияние на климат. Именно по их типу выделили главные пояса: полярные (на северном и южном полюсах), умеренные, тропические и экваториальный. Между ними лежат переходные пояса: субполярные, субтропические, а также субэкваториальный. Все они различаются сменой воздушных масс в строгом соответствии с сезонностью. В зимний период климатические условия определяют воздушные массы такого пояса, который ближе расположен к экватору, а летом — к полюсу. Например, зимой в субтропический пояс приходят умеренные воздушные массы, а в летнее время — тропические.
В полярных поясах, к которым относятся территории Арктики и Антарктики, формируются холодные и сухие массы воздуха. Здесь преобладают низкие температуры, практически не выпадают осадки, и снежный покров сохраняется круглогодично.
Воздушные массы умеренных широт определяют климат умеренных поясов. В них преобладают положительные температуры летом и отрицательные температуры, и твёрдые осадки в зимний период.
В тропических поясах формируются воздушные массы тропиков. Воздух здесь в основном тёплый с низкой влажностью. Экваториальная воздушная масса возникает в экваториальном поясе и задаёт очень высокую температуру воздуха. Здесь выпадает большое количество осадков в течение всего года.
В областях переходных поясов погодные условия определяют те воздушные массы, которые главенствуют на этих территориях в данный сезон года.
Свойства и характеристика воздушных масс
Свойства воздушных масс зависят от теплового излучения Солнца, а также от подстилающей поверхности. К ним можно отнести такие величины, как температура, относительная влажность, прозрачность (видимость), давление воздуха.
В месте формирования воздушной массы её свойства сохраняются до момента её перемещения. Оказываясь над иной территорией, обладающей иными свойствами и характеристиками, изначальные признаки массы меняются. Она может прогреваться (стынуть), или увлажняться (высушиваться).
Чтобы охарактеризовать воздушные массы, нужно помнить, что образуются они в разных поясах нашей планеты: над морями и океанами и над материками.
Арктический морской воздух, приходящий в Атлантику и Европу, прозрачен и несёт с собой похолодание, ветра. Характеризуется наличием кучевых облаков, осадков в виде грозовых дождей. Континентальный его подвид, накрывающая Азию и Северную Америку, летом помимо вышеперечисленного несёт низкую облачность и слабые ветры. Зимой устанавливает ясную погоду с хорошей видимостью.
Морской воздух в умеренных широтах летом проявляет себя схоже с арктическим морским, а в зимнее время умеренные массы способствуют образованию слоистых облаков, моросящих дождей и туманов. Континентальный в зимний период проявляет себя ясной погодой, плохой видимостью и пониженными температурами. Летом же зачастую грозовые дожди, кучевые облака, туман и дымка.
Тропические морские массы господствуют в Атлантическом и Тихом океанах, неся потепление и создавая слоистые облака, туманы. А образованные над сушей массы (Европа, Азия, океанические побережья) летом и зимой над водными поверхностями устанавливают ясную погоду с низкой прозрачностью, а зимой над сушей нередки туманы и слоистые облака.
Что касается экваториальных воздушных масс, “мигрирующих” вдоль экватора, то в любое время года они несут сильные и обильные осадки в виде ливневых дождей.
Воздушные массы России
На климатические особенности нашей страны оказывают влияние несколько разновидностей масс: арктические, умеренные, тропические, а также их морские и континентальные подвиды. Территория страны является очагом формирования умеренных континентальных масс. Они несут в себе воздух с пониженной влажностью, холодный зимой и тёплый в летнее время года. Морской воздух умеренных широт с запада движется из северной части Атлантики, а с востока из тихоокеанских вод. Он отличается низкой влажностью. В летние месяцы он несёт прохладу, а в зимние тепло. Двигаясь в восточном направлении МУВ претерпевает трансформацию и частично становится континентальным.
Воздушные массы тропических поясов планеты влияют на климат юга России. Сухие пыльные тропические массы осуществляют своё формирование над землями Казахстана и Средней Азии. Они характеризуются повышенными значениями температур. Увлажнённый и тёплый морской воздух тропиков вторгается в Кавказский регион и территорию России до Уральских гор со стороны Средиземного моря. А на Дальний Восток из центральных Тихоокеанских областей.
Очагом формирования сухих арктических масс являются воды Северного Ледовитого океана. Они формируют климат российского севера, в частности Сибири. Они несут низкотемпературный воздух, отличающийся хорошей видимостью.
Воздушные массы атмосферы Земли имеют внушительные размеры и масштабы воздействия. Они наряду с другими явлениями и процессами влияют на климат отдельно взятых областей и планеты в целом. Если бы не их движение, температуры в некоторых поясах были бы гораздо менее комфортными, а может, и вовсе не пригодными для существования живых организмов.