8.26.Географические типы воздушных масс

Атмосфера неоднородна, она состоит из отдельных воздушных масс, размеры которых соизмеримы с большими частями материков и океанов. Воздушные массы в результате пребывания в определенных условиях радиации и подстилающей поверхности приобретают определенные устойчивые физические свойства – температуру, влажность, прозрачность и др.

Различают следующие основные географические типы воздушных масс и их морские и континентальные разновидности:

1. Арктический воздух (АВ). В нем выделяют:

а) континентальный воздух (кАВ) формирующийся над ледяной поверхностью Арктики, а зимой также над Таймыром, бассейном Калымы, Чукоткой и Северной Канадой. Он характеризуется низкими температурами, малым содержанием влаги и большой прозрачностью. Вторжение кАВ в умеренные широты вызывает резкие и значительные похолодания; зимой устанавливаются сильные морозы, весной и осенью – заморозки; во всех случаях стоит ясная погода при безветренном небе и большой прозрачности воздуха; кАВ - устойчивая масса, держится долго. В южном полушарии его аналогом является антарктический воздух;

б) морской арктический воздух (мАВ) формируется в европейской Арктике, над океаном, свободным ото льда. От кАВ он отличается большим влагосодержанием и несколько более высокой температурой. Вторжение мАВ зимой на материк может вызывать кратковременное потепление.

2.Воздух умеренных широт (УВ). Выделяют:

а) континентальный воздух умеренных широт (кУВ), который форимируется над обширными поверхностями континентов в умеренных широтах. Зимой он сильно охлажден и устойчив. Погода в нем обычно ясная с сильными морозами; летом сильно прогревается, в нем возникают восходящие токи;

б) морской воздух умеренных широт (мУВ), формируется над океанами в средних широтах; западными ветрами и циклонами он переносится на материки; характеризуется большой влажностью и умеренной температурой, зимой несет оттепели, летом – прохладную и всегда пасмурную погоду.

3.Тропический воздух (ТВ). Выделяют:

а) континентальный тропический воздух (кТВ), Формирующийся над материками тропических широт и в тропических барических максимумах – над Сахарой, Аравией, пустыней Тар, а летом и в субполярных и даже на юге умеренных широт – на юге Европы, в Средней Азии и Казахстане, в Монголии и Северном Китае; характеризуется высокой температурой, сухостью, запыленностью;

б) морской тропический воздух (мТВ), Образуется над тропическими экваториями – в Азорском и Гавайском максимумах; характеризуется высокой температурой и высоким влагосодержанием, но низкой относительной влажностью.

Тропический воздух проникает как в умеренные, так и к экватору в пассатах.

4.Экваториальный воздух (ЭВ) образуется в экваториальной зоне. Характеризуется высокой температурой и большой влажностью. Эти свойства он сохраняет и над сушей, и над морем, поэтому на морскую и континентальную разновидности не делится.

8.27. Атмосферные фронты

Одни воздушные массы от других отделяются атмосферными фронтами. Атмосферные фронты – это пограничные слои (поверхности), разделяющие соседние массы воздуха с различными физическими свойствами. Ширина переходного слоя достигает несколько десятков километров. Пересечение его с земной поверхностью образует так называемую фронтальную зону, длина которой измеряется тысячами километров. В метеорологии при расчетах часто пренебрегают шириной переходного слоя и рассматривают его как фронтальную поверхность. Пересечение фронтальной поверхности с земной поверхностью образует линию фронта. Все перечисленные понятия объединяются выражением «атмосферный фронт (АФ».

Так как фронт (Ф) разделяет две воздушные массы с разной температурой и, следовательно, с разным направлением движения, то очевидно, что он обязательно наклонен к плоскости горизонта в сторону холодного воздуха. Тяжелая холодная воздушная масса прижимается к Земле и растекается, подрезая теплую, а теплая масса поднимается по склону холодного. Наклон фронтальной поверхности в среднем составляет около 1:100, то есть примерно 100 м на 1 км. На фронтах, таким образом, воздушные массы располагаются не только рядом, но и одна над другой и при этом движутся. Перемещение теплого воздуха над клином холодного одновременно в сторону и вверх получило название восходящего скольжения. В этом месте у земли, где начинается подъем воздуха, образуется барический минимум. Вверх фронт простирается до 15 км, захватывая всю тропосферу.

Как и во всяких восходящих токах влажного воздуха происходит адиабатическое охлаждение, конденсация пара, образование облаков и выпадение осадков. Полоса фронтальной облачной системы может достигать 800 км, причем формы облаков всегда располагаются последовательно: перистые облака, перисто-слоистые облака, высокослоистые облака и слоисто-дождевые облака.

Планетарные фронтальные зоны разделяют основные воздушные массы тропосферы т опоясывают все северное и южное полушария.

Между арктическим (антарктическим) воздухом и умеренным воздухом проходит арктический (антарктический) фронт, располагающийся в среднем около 65⁰ с.ш. (65⁰ ю.ш.).

В средних широтах между умеренными и тропическими воздушным массами проходят умеренные фронты северного и южного полушарий. Летом они смещаются к 50⁰, зимой к 30⁰ с.ш.

Между умеренным и тропическим воздухом находится тропический фронт.

В экваториальных широтах при соприкосновении экваториальных воздушных масс с тропическими образуется не фронт, поскольку эти воздушные массы одинаковы, а полоса конвергенции или сходимости.

Так как фронтальная зона умеренных широт разделяет две воздушные массы с разными физическими свойствами, в том числе и тепловыми, то она распадается на две части, из которых одна называется теплым фронтом, в другая - холодным фронтом.

Теплым называется тот фронт, к которому подходит теплый воздух, а холодной соответственно смещается. Характер погоды здесь определяется восходящим скольжением теплого воздуха.

Холодным называется тот фронт, на который по земной поверхности, не поднимаясь, поступает холодная воздушная масса, а теплая, оттесняемая вверх клином холодного воздуха, поднимается отдельными порывами. Борьбой холодного воздуха с теплым и определяется характер погоды этого фронта.

Фронт не просто разделяет воздушные массы, а представляет собой плоскость их борьбы: холодный воздух наступает на теплый и подрезает его снизу, теплый же вынужден подниматься – на теплом фронте равномерно, на холодном шквалами.

Взаимодействие воздушных масс, различных по температуре, влажности, плотности и кинетической энергией воздушных течений, неизбежно вызывает изгибы фронта. Все разнообразные движения упорядочиваются кинетической энергией вращения Земли и приобретают вид циклонов и антициклонов. В силу этого фронты фактически превращаются в совокупность фронтов циклонов. Борьба воздушных масс вызывает почти непрерывное перемещение фронтов.