Повітряні маси - географія планети земля

Повітряними масами називаються великі кількості повітря в тропосфері, вимірювані в горизонтальному напрямку тисячами кілометрів, що володіють відносно однорідними фізичними властивостями (в основному - температурою і відносною вологістю). Ці властивості всередині повітряної маси можуть змінюватися, але повільно, безперервно, без стрибків. Вони задаються умовами того району Землі, де відбувається формування повітряної маси (характером підстильної поверхні і погодою).

Сприятливі умови для формування повітряних мас створюються в малорухомих антициклонах і циклони, де повітря може тривалий час перебувати над одним і тим же географічним районом, що називається осередком формування повітряної маси. Підстилаюча поверхню при цьому повинна бути одноманітною або майже одноманітною (пустеля, степ, поверхню океану, крижані поля і т.д.).

Формування повітряної маси триває від 3 до 10 діб. Чим більше час формування, тим чіткіше виражені властивості. В процесі переміщення відбуваються трансформації повітряних мас. Проходячи над морями і океанами, вони зволожуються, над сушею - висихають, рухаючись в сторону полюса - охолоджуються, в сторону тропіків - нагріваються.

Повітряні маси класифікуються наступним чином:

За термодинамическому ознакою

Холодна повітряна маса переміщається з більш холодного району в більш теплий. Її прихід зазвичай призводить до похолодання в даному районі. При цьому вона поступово прогрівається.
Тепла переміщається з більш теплого району в більш холодний. Її прихід призводить до потепління в даному районі. Поступово охолоджується.
Місцева тривалий час знаходиться в одному і тому ж районі і зберігає свої властивості без особливих змін. Може бути і щодо холодної і щодо теплою залежно від типу сусідньої повітряної маси і радіаційного балансу.

Всі три види з енергетичного станом можуть бути:

Стійкими - мають в нижньому шарі вертикальний градієнт температури менше влажноадіабатіческого. Конвективні вертикальні руху при цьому не розвиваються і хмари купчастих форм не утворюються. Сталий стан типово для теплої маси при переміщенні на більш холодну поверхню, коли вона охолоджується знизу і створюються малі вертикальні градієнти.
Нестійкими - мають вертикальний температурний градієнт більше влажноадіабатіческого. Виникає вертикальна конвекція при достатньому запасі вологи призводить до утворення купчастих хмар і випадання опадів. Такий стан типово для холодних мас, що надходять на теплу поверхню. При цьому відбувається прогрівання повітря знизу і виникають великі вертикальні температурні градієнти.

За географічною ознакою

З безлічі видів основними тут є чотири:

Кожна з перерахованих повітряних мас може бути морський або континентальної залежно від підстильної поверхні в місці її формування.

Стійкість повітряних мас

Стійкі повітряні маси

Стійкої називають повітряну масу, в якій переважає стійке вертикальне рівновагу, тобто в основний її товщі вертикальний температурний градієнт менше влажноадіабатіческого. Термічна конвекція в УВМ не розвивається, а динамічна розвинена слабо. Середнє значення вертикального температурного градієнта в УВМ зазвичай менше 0,6 ° / 100 м. Тут зустрічаються шари інверсії і изотермии (затримують шари). В КОМ можуть виникати хмари турбулентного обміну - шаруваті і шарувато-купчасті. Якщо ж рівень конденсації лежить вище верхньої межі турбулентного шару, то спостерігається ясна погода. Значних опадів в УВМ не спостерігається, із шаруватих хмар, які досягли значної вертикальної потужності, в ряді випадків можуть випадати моросящие опади, а з шарувато-купчастих взимку - слабкий сніг. Завдяки слабкому вертикальному обміну, в УВМ зазвичай спостерігаються димки, а в ряді випадків і тумани.

Тепла стійка повітряна маса над материками спостерігається, як правило, в холодну половину року, і надходить в даний регіон в теплих секторах циклонів і прилеглих до них північних околицях антициклонів. В окремих випадках вертикальна потужність шаруватих хмар зростає настільки, що вони перетворюються в шарувато-дощові і починають давати обложні опади. Вертикальний розподіл температури повітря представлено шарами інверсії і изотермии, або малих температурних градієнтів до висоти 3-4 км.

Холодна стійка повітряна маса спостерігається над материками, в основному, взимку. Основний тип - морозна безхмарна погода. Додатковий тип - значна і суцільна шарувата і шарувато-купчасті хмарність, іноді слабкі снігопади.

Нестійкі повітряні маси

Нестійка повітряна маса характеризується тим, що в нижніх її шарах (приблизно нижче 3 км) спостерігається нестійка стратифікація атмо-сфери. При нестійкій стратифікації вертикальний градієнт темпера-тури в повітряній масі до рівня конденсації більше сухоадіабатіческого градієнта, а вище рівня конденсації - більше волого-адіабатичного градієнта. У нестійкою повітряній масі при достатній її вологості відбувається розвиток конвекції з утворенням хмар вертикального раз-витку, спостерігаються підвищена турбулентність, сильний поривчастий ве-тер, зливи, грози, шквали.

Холодна повітряна маса, рухаючись на більш теплу подстилающую по-поверхню і прогріваючись знизу, стає, як правило, нестійкою воз-задушливій масою. Холодна нестійка повітряна маса спостерігається найчастіше над материком влітку в післяполуденні години в тиловій частині цикло-на або в передній частині антициклону.

Вогнища формування повітряних мас

Вогнищами формування повітряних мас зазвичай бувають регіони, де повітря опускається, а потім поширюється в горизонтальному напрямку - цій вимозі відповідають антіціклоніческіх системи. Антициклони частіше, ніж циклони, бувають малорухомими, тому формування повітряних мас зазвичай і відбувається в великих малорухомих (квазістаціонарних) антициклонах.

Крім того, вимогам вогнища відповідають малорухливі і розмиті термічні депресії, що виникають над нагрітими ділянками суши. Нарешті, формування полярного повітря відбувається частково в верхніх шарах атмосфери в малорухомих, великих і глибоких центральних циклони в високих широтах.

У цих барических системах відбувається трансформація (перетворення) тропічного повітря, втягнутого в високі широти в верхніх шарах тропосфери, в помірний повітря.