чем отличаются воздушные массы
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:
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:
В связи со сказанным принято выделять следующие типы воздушных масс (в скобках приводятся их условные обозначения латинскими буквами):
Особенности масс разного типа
Учитывая зоны образования воздушных масс, характеристику каждой из них можно привести следующую:
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:
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.
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.
Воздушные массы и их циркуляция (видеоурок для 8 класса)
Воздушная масса
Из Википедии — свободной энциклопедии
Воздушные массы — большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы — тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали. [ источник не указан 389 дней ]
Однородность свойств воздушной массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного баланса. [ источник не указан 389 дней ]
Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно циркулировала бы в регионе формирования. Значения метеорологических элементов в пределах воздушной массы меняются незначительно — горизонтальные градиенты малы. Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне между двумя воздушными массами — зоне атмосферного фронта. [ источник не указан 389 дней ]
Объекты, возникающие в тропосфере в результате взаимодействия воздушных масс — переходные зоны (фронтальные поверхности), фронтальные облачные системы облачности и осадков, циклонические возмущения, имеют тот же порядок величины, что и сами воздушные массы — сравнимы по площади с большими частями материков или океанов, время их существования — более 2-х суток. [ источник не указан 389 дней ]
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 не указан 389 дней ]
Воздушные массы классифицируют, прежде всего, по очагам их формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов. Согласно географической классификации, воздушные массы можно подразделить на основные географические типы по тем широтным зонам, в которых располагаются их очаги :
Данные воздушные массы, кроме того, можно подразделять на морские (м) и континентальные (к). [ источник не указан 389 дней ]
Как показывает практика, поскольку умеренная воздушная масса имеет значительную меридиональную протяжённость (в СНГ примерно от 45-48° до 60-65° северной широты), её термические (и другие) свойства значительно различаются в северной и в южной частях этой обширной географической зоны, поэтому правильнее подразделить умеренную ВМ на две самостоятельные — северную умеренную (СУВ) и южную умеренную (ЮУВ). [ источник не указан 389 дней ]
Чем отличаются воздушные массы
справочный материал
атмосфера тепловой режим атмосферы давление ветер влажность воздуха. осадки климат циклоны и антициклоны климат литвы охрана атмосферы
