Воздушные массы

Воздушные массы – большие объемы воздуха в тропосфере, соизмеримые по размеру с материками и океанами.

Характер воздушных масс - относительная однородность, температура и влажность по горизонтали. Так, над Атлантикой в летнее время часто располагается одна воздушная масса, которая формируется в обширном азорском антициклоне. Аналогичная картина наблюдается и в других океанах.

В тропосфере по вертикали одновременно могут находиться и несколько воздушных масс, как правило, две.

Для воздушной массы характерны малые значения горизонтальных градиентов температуры (на 5—7 °С на расстоянии около 1000 км) и влажности (на 2—3%0 на 1000 м.) от массовой доли воздушной массы.

Быстрые (скачкообразные) изменения метеорологических параметров наблюдаются при переходе из одной воздушной массы в другую.

Процесс приобретения воздушной массой характерных для нее свойств называется формированием воздушной массы, а районы, где происходит этот процесс, — очагами формирования. Условия для формирования воздушной массы создаются в малогариентном барическом поле.

При перемещении из очага формирования воздушная масса попадает в другие условия притока солнечной радиации, на иную подстилающую поверхность, в результате чего ее свойства начинают изменяться. Этот процесс называется трансформацией воздушной массы. Трансформация происходит относительно медленно. Однако эти изменения могут продолжаться достаточно долго до тех пор, пока не сформируется новая воздушная масса.

В зависимости от положения очага формирования воздуха в одном из основных термических поясов земного шара и с учетом характера подстилающей поверхности (океан или материк) выделяют следующие типы воздушных масс:

1) арктический или антарктический воздух (АВ) — морской (мАВ) и континентальный (кАВ) — находится в северных и южных полярных областях льда и снега;

2) воздух умеренных широт (УВ) — морской (мУВ) и континентальный (кУВ) — находится в умеренных широтах;

3) тропический воздух (ТВ) — морской (мТВ) и континентальный (кТВ) — находится в областях пассатов северного и южного полушарий;

4) экваториальный воздух (ЭВ) — находится у экватора между северными и южными пассатами.

По термодинамической характеристике воздушные массы делят на: теплые, холодные и нейтральные (местные) воздушные массы.

Состояние воздушных масс определяется в зависимости от состояния соседних воздушных масс.

Нейтральной (местной) является воздушная масса, температура которой соответствует условиям радиационного и теплового баланса в районе ее нахождения. Она наблюдается только в очагах своего формирования.

Воздушные массы могут быть стратифицированы устойчиво и неустойчиво. Неустойчивой стратификация будет в случаях, когда температура воздуха с высотой падает быстро (больше 1°С на 100 м высоты). Влажный воздух всегда более неустойчив, чем сухой при одной и той же температуре.

Если воздушная масса теплее подстилающей поверхности, то он охлаждается при взаимодействии с поверхностью, при этом развивается инверсия, и воздушная масса становится устойчиво стратифицированной.

Если воздушная масса холоднее подстилающей поверхности и от нее нагревается, то вертикальный градиент температуры быстро возрастает, и развивается конвекция. Поэтому холодная воздушная масса, как правило, является неустойчивой.

Соответственно теплая воздушная масса в умеренных широтах чаще устойчивая, а в холодных – неустойчивая.

Теплая устойчивая воздушная масса над океанами и морями наблюдается в теплых секторах циклонов и при перемещении воздушной массы с более теплой части океана, а в теплую половину года при перемещении теплого воздуха с материка.

Над материками теплая воздушная масса наблюдается преимущественно в холодную половину года, при этом обычно воздушная масса, поступает на материк из океана.

Типичная погода в теплой устойчивой воздушной массе: адвективные туманы или сплошная слоистая (St) или слоисто-кучевая (Sc) облачность, может быть морось. Видимость в теплой устойчивой воздушной массе понижена.

Теплая неустойчивая воздушная масса в умеренных широтах над водной поверхностью может формироваться в зимнее время. Это происходит при перемещении относительно теплого воздуха на еще более теплую водную поверхность.

Синоптические условия, при которых теплая воздушная масса может быть неустойчивой, достаточно разнообразны. Часто развивается конвективная облачность, которая становится более мощной в ночное время из-за охлаждения верхних слоев влажного воздуха.

В дневное время наблюдается безоблачная погода или облака кучевых форм (Си). Вечером и ночью кучевые облака, достигая максимального развития, переходят в кучево-дождевые (С6), из которых выпадают ливневые осадки.

Видимость в теплой неустойчивой воздушной массе хорошая, за исключением зон выпадения осадков.

Также в этой воздушной массе формируются тропические циклоны.

Холодная неустойчивая воздушная масса над океанами и морями наблюдается часто. Холодный воздух прогревается от более теплой воды при этом развивается неустойчивый.

Усиление конвекции в ночные часы, а вместе с ней соответствующих явлений природы (внутримассовые осадки, шквалы, грозы. Над Гренландским, Норвежским и Баренцевым морями в зимнее время при северных ветрах наблюдаются необычайно интенсивные снегопады.

Синоптические условия, наиболее благоприятные для вторжения холодных неустойчивых воздушных масс — это кучевые облака и кучево-дождевая облачность, ливневые осадки, часто многократно повторяющиеся. В зимнее время — снежные заряды.

Холодные устойчивые воздушные массы не формируются над океанами и морями. Они могу быть только надо льдами Арктики и Антарктики. Над материками в высоких и умеренных широтах наблюдаются в основном зимой.

Теплая воздушная масса наблюдается в теплом секторе циклона, холодная воздушная масса — в тыловой части. В передней части циклона и в его центральной части внизу находится холодная воздушная масса, а над ней теплая воздушная масса.