90. Воздушные массы и фронты. Типы.,

Иногда движения в атмосфере создают условия для застаивания воздуха над большими районами Земли — до 2—3 млн. кмг. В результате воздух тропосферы расчленяется на отдельные воздушные массы, которые более или менее длительно сохраняют свою индивидуальность, перемещаясь из одних обла¬стей Земли в другие. В горизонтальном направлении воздушные массы измеряются тысячами километров.

Выделяют четыре основных типа воздушных масс с различным зональным положением очагов: массы арктического (в Южном полушарии — антарктического), умеренного (полярного), тропического и экваториального воздуха. Для каждого из типов характерны свой интервал значений температур у земной поверхности и на высотах, свои значения влажности, прозрачно¬сти, дальности видимости и др.

Конечно, свойства воздушных масс, и прежде всего температу¬ра, непрерывно меняются при их перемещении из одних районов в другие. Происходит трансформация воздушных масс.

Воздушные массы, перемещающиеся с более холодной земной поверхности на более теплую (обычно из высоких широт в низкие), называют холодными массами. Холодная' воздушная масса вызывает похолодание в тех районах, в которые она поступает. В пути она сама прогревается, притом преимуще¬ственно снизу, от земной поверхности. Поэтому в ней возникают вертикальные градиенты температуры и развивается конвекция с образованием кучевых и кучево-дождевых облаков и выпадени¬ем ливневых осадков.

Воздушные массы, перемещающиеся на более холодную поверхность (в более высокие широты), называются теплыми массами. Они приносят потепление, но сами охлаждаются внизу, поэтому в их нижних слоях создаются малые вертикальные . градиенты температуры. Конвекция в них не развивается, преобладают слоистые облака и туманы.

. Различают еще местные воздушные массы, длительно находя¬щиеся в одном районе. Свойства местных масс определяются нагреванием или охлаждением снизу в зависимости от сезона.

Смежные воздушные массы разделены между собой сравни¬тельно узкими переходными зонами, сильно наклоненными к земной поверхности. Эти зоны носят название фронтов.. Главные фронты между арктическим и умеренным воздухом носят название арктических фронтов, между умеренным и тропическим воздухом — полярных фронтов. Раздел между тропическим и экваториальным воздухом не является фронтом, а представляет зону сходимости (конверген¬ции) воздушных течений. Вверх главные фронты прослеживаются до самой стратосферы, а вторичные фронты — на несколько Километров.

С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие Движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений вихревого характера — циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и другие особенности погоды. Особенно важны в этом отношении полярные фронты. При резко выраженном фронте над ним в верхней тропосфере и нижней стратосфере наблюдается в общем параллельное фронту сильное воздушное течение в несколько сотен километров шириной, со скоростями от 150 до 300 км/ч. Оно называется струйным течением. Его длина сопоставима с длиной фронта и может достигать нескольких тысяч километров. Максимальная скорость ветра наблюдается на оси струйного течения вблизи тропопаузы, где она может превышать 100 м/с. Выше, в стратосфере, где горизонтальный температурный градиент меняется на обратный, барический градиент уменьшается с высо¬той, термический ветер направлен противоположно скорости ветра и она уменьшается с высотой. У арктических фронтов струйные течения обнаруживаются на более низких уровнях. При опреде¬ленных условиях струйные течения наблюдаются в стратосфере.

98. KBA3 И ГЕОСТРОФИЧНОСТЬ ТЕЧЕНИЙ ОБЩЕЙ ЦИРКУЛЯЦИИ

3.1. Крупномасштабные течения общей циркуляции в большей части атмосферы являются квазигеострофическими. Это означает,что ветры, определяющие такие течения, близки к геострофическому ветру и, следовательно, в свободной атмосфере такие течения направлены почти по изобарам (изогипсам). Только в слое трения воздушные течения существенно отличаются

от геострофического ветра и значительно отклоняются от изобар.Однако, приняв известный из опыта средний угол отклонения

ветра от изобары, мы и в этом случае можем по полю давления восстановить поле ветра. Употребляя слово «квазигеострофиче-

ские», мы тем самым подчеркиваем, что и над слоем трения воздушные течения не являются строго геострофическими.

Как правило, реальные крупномасштабные течения и в сво¬бодной атмосфере имеют ускорения, связанные с отклонением от геострофического ветра, и направлены не строго по изобарам, что и служит причиной изменения давления. Однако в свободной атмосфере эти отклонения реального ветра от геострофического малы в сравнении с величиной самого ветра.