Воздушные массы и атмосферные фронты

Воздушные массы – это обширные массы воздуха в тропосфере с относительно однородными свойствами и движущиеся как одно целое. Свойства воздушных масс – температура, влажность, прозрачность, запыленность и т.д. – определяются районом их формирования, т.е. характером подстилающей поверхности (суша или океан). Воздушные массы, находясь над какой-либо поверхностью, приобретают те или иные свойства, а перемещаясь из одних условий в другие, изменяют их – трансформируются.

Различают теплые и холодные воздушные массы (ТВ, ХВ). Деление это относительно. Теплые воздушные массы вызывают потепление, а холодные – похолодание.

В зависимости от мест формирования воздушные массы можно разделить на экваториальные (ЭВ), тропические (ТВ), умеренные (УВ), (полярные (ПВ)), арктические, антарктические (АВ). Все воздушные массы, кроме экваториальных, могут быть морскими или континентальными.

Воздушные массы различаются по температуре, влажности, запыленности. Свойства умеренных воздушных масс сильно зависят от сезона.

Экваториальные воздушные массы всегда жаркие и влажные, независимо от того, над океаном или над сушей они формируются.

Тропические воздушные массы тоже жаркие, но континентальные воздушные массы очень сухие и сильно запыленные, морские же наоборот – влажные.

Умеренные воздушные массы резко различаются по сезонам и в зависимости от районов формирования. Морские умеренные воздушные массы - влажные, зимой – теплые, а летом – холодные. Континентальные умеренные воздушные массы – сухие, зимой – холодные, а летом очень теплые и запыленные.

Арктические (антарктические) воздушные массы, и морские и континентальные, содержат мало влаги (особенно континентальные), всегда прозрачные и холодные, особенно низкими температурами отличаются антарктические воздушные массы.

Воздушные массы в результате своего движения сближаются. Между сближающимися воздушными массами возникают поверхности, характеризующиеся резкими изменениями метеорологических величин. Их называют фронтальными поверхностями (фронтальными зонами). Линия пересечения фронтальной зоны с земной поверхностью называется атмосферным фронтом (ширина атмосферного фронта несколько километров, длина от нескольких сотен километров до тысяч километров). Фронтальная зона всегда слегка наклонена в сторону холодного воздуха, но угол наклона мал – около 1^о.

Если воздушные течения направляются с обеих сторон вдоль фронта и фронт заметно не перемещается ни в сторону холодного, ни в сторону теплого воздуха, то такой фронт называют стационарным. Если надвигается ТВ, который постепенно натекает на отступающий ХВ, то такой фронт называют теплым. Теплый воздух медленно поднимается, и при этом возникает характерная облачная система: С_i – C_s – A_s – S_t – N_s.

Если надвигается ХВ и клином подтекает под отступающий ТВ, вытесняя его вверх, то такой фронт называют холодным.

Различают холодный фронт I рода и холодный фронт II рода.

Холодный фронт I рода движется медленно, ТВ поднимается спокойно. Облачность сходна с облачностью теплого фронта, но проходит в обратном порядке. Холодный фронт II рода движется быстро. Во фронтальной зоне возникает температурная инверсия. С прохождением такого фронта связаны шквальные ветры, ливни и грозы, но за фронтом очень быстро наступает прояснение. При этом образуется облачная система: С_в – C_s – C_с – А_с. При смыкании теплого и холодного фронтов образуется сложный фронт – фронт окклюзии.

Во фронтальных зонах, где температурные градиенты очень велики, возникают сильные ветры, скорость которых увеличивается с высотой до 30 м/с вблизи тропопаузы. Ураганные ветры во фронтальных зонах верхней тропосферы называются струйными течениями. Струйные течения играют большую роль в режиме циркуляции атмосферы.