Воздушные массы

Воздушная масса(ВМ)– это относительно однородный по основным физико-метеорологическим свойствам объем воздуха, более или менее длительно сохраняющий свою индивидуальность. Распространяется воздушная масса на несколько тысяч километров в горизонтальном направлении и на несколько километров в вертикальном. Формируется при условии длительного пребывания воздуха над территорией с примерно однородными физико-географическими условиями. Перемещаясь, воздушные массы переносят характерные им свойства в разные районы Земли.

Термическая классификация ВМ.

• холодные воздушные массы- холоднее окружающего воздуха и/или подстилающей поверхности. Перемещаясь на более теплую поверхность (обычно из высоких широт в низкие), приносятпохолодание.

• теплые воздушные массы- теплее окружающего воздуха и/или подстилающей поверхности. Перемещаясь на более холодную поверхность (в более высокие широты), приносятпотепление.

• местные воздушные массы- находятся в тепловом равновесии с окружающей средой.

Последовательная смена теплых и холодных воздушных масс приводит к колебаниям температурных условий в данном районе.

В соответствии с географической классификациейвоздушные массы подразделяются в зависимости от географического положения очагов формирования. Выделяют:

• арктический воздух, подразделяется на морской и континентальный;

• воздух умеренных широт, подразделяется на морской и континентальный;

• тропический воздух, подразделяется на морской и континентальный;

• экваториальный воздух, не подразделяется на морской и континентальный, так как в районе экватора температура и влажность воздуха над сушей и над морем мало различаются.

Континентальный воздух более сухой, морской – более влажный.

Атмосферные фронты

Смежные воздушные массы, отличающиеся друг от друга по своим физическим свойствам, разделяются между собой сравнительно узкими переходными, т. е.фронтальными зонами (ширина – до нескольких десятков километров). Главный отличительный признакфронтальной зоны-резкое изменениеметеорологических характеристик в горизонтальном направлении, т. е. большиегоризонтальные градиентыэтих характеристик (см.рис. в [1] в 2.2.1;2.2.2; в [4] в §7).

Линия пересечения фронтальной зоныс поверхностью земли -атмосферный фронт.Длиналинии фронта соответствуют горизонтальным размерам фронтальной зоны и может достигать5 тыс. кми более. Вверх большинство атмосферных фронтов простираются до высотыне более5-6 км. (Рассмотрим это на простейшем примере. Воздух в аудитории – одна мини-масса, снаружи – другая: они различаются между собой по температуре, влажности, составу воздуха. Наружная стена – «фронтальная зона», основание стены – «атмосферный фронт». Длина стены соответствует длине фронтальной зоны и линии фронта, высота - вертикальной протяженности фронтальной зоны).Фронтальная поверхностьобязательно наклонена, так как воздушные массы всегда различаются по температуре - холодный воздух (как более плотный) подтекает под теплый, стремясь занять наиболее низкое положение. Взаимодействиевоздушных массв зонефронтаобусловливает образование облачности, атмосферных осадков, сопровождается изменением условий погоды.

В зависимости от того, какая воздушная масса, теплая или холодная, приближается к данному пункту, формируютсятеплые или холодные фронты.

Если приближается теплая воздушная масса(фронт теплого воздуха) атмосферный фронт называюттеплым.Теплый фронт, таким образом, перемещается в сторонухолодной воздушной массы. При этомтеплый воздух, как более легкий, плавноподнимаетсявдоль клинахолодного воздуха, формируя соответствующую систему слоистообразных облаков. Обычно скорость движения теплого фронта составляет 30—40 км/ч, т. е. 720 – 960 км/сут.Приближениетеплого фронтаприводит к замене холодного воздуха теплым.

Если приближается холодная воздушная масса(фронтхолодного воздуха), атмосферный фронт называютхолодным.Холодный фронтперемещается в сторонутеплой воздушной массы. Холодный воздух, как более плотный и тяжелый,вытесняеттеплый воздух вверх.Приближениехолодного фронтаприводит к замене теплого воздуха холодным.

Погода

Погодаотражаеткомплекс метеорологических элементов(элементов погоды) иатмосферных явлений, наблюдающихся в данной местностив определенный ограниченный промежуток времени (аналоггидрологических условий).

Элементам погоды:атмосферное давление, температура и влажность воздуха.Явления погоды: ветер, количество и форма облаков, атмосферные осадки, полярное сияние, радуга, мираж и др. Явления погоды могут носить катастрофический характер: ураган, гроза, ливень, засуха, метель, шквал, пыльная буря и др.

Погода в теплом атмосферном фронте.До приближения теплого фронтапункт наблюдения находился в областихолодной воздушной массыПогода ясная,холодная(прохладная, не очень теплая – в зависимости от сезона), маловетреная. По мере приближения теплого фронтаснижаетсяатмосферное давление,возрастаеттемпература воздуха.Облака все более уплотняются, выпадаютобложные осадки. Иногда наблюдаютсягрозы.После прохождения теплого фронта (за линией фронта) пункт наблюденияоказывается целиком в области теплого воздуха. Температура воздухаповышена.Осадкипрекращаются,атмосферное давлениепонижено,ветер стихает.

Погода в холодном атмосферном фронте.До приближения фронтапункт наблюдения находился в областитеплой воздушной массы. Погода ясная,теплая, маловетреная. Облачная система, в целом,аналогичнаоблачной системе теплого фронта, но развивается онав обратном порядке.Перед прохождением линии фронтав результате более мощного восходящего движения воздуха образуютсякучево-дождевые облака, сопровождающиесягрозами. Вдоль всейлинии холодного фронтапроисходят резкое усиление ветра, приобретающего характершквалов.После прохождения линии фронтапункт наблюдения оказывается целиком в областихолодного воздуха. Происходит заметное (иногда резкое) похолодание,прояснение, внезапное прекращение осадков, сильный рост давления,ветер стихает.

Погода в циклоне.Вциклонециркулируютдвевоздушных массы,в результате чего складываетсядва атмосферных фронта. Погода в циклоне определяется свойствами воздушных масс,деятельностьюатмосферных фронтов, восходящими в центре потоками воздуха, величинойбарических градиентов,сезономгода. В целом, погода в области циклона обычно пасмурная, дождливая, ветреная (до штормовой), часто с продолжительными туманами, зимой с обильными снегопадами и метелями.Атмосферное давление понижено. Летом циклоныприносят прохладную погоду, зимой – потепление.На перифериициклонапогодаотносительно спокойная.

В тропическом циклоневследствие очень больших горизонтальных барических градиентов погода формируется особенно бурно.Ветервнутриурагана (тайфуна)достигает скорости 50-60 м/с, отдельные порывы превышают 100 м/с. Идет проливнойдождь.Тропические циклоны обладают огромной разрушительной силой, нередко их прохождение сопровождается человеческими жертвами, порой весьма многочисленными. Каждомутропическому циклону, имеющему интенсивность шторма и выше, присваиваетсясобственное имя.Тропические циклоныприносят огромный ущерб, который значительно снижается благодаря хорошо поставленной службе их предупреждения.Тропические циклоны входят в разряд опасных (стихийных) явлений.

(В конце октября 2012 г. в Карибском море,где он имел особенно большую силу (погибли 69 чел., в т. ч. 54 жителя Гаити) зародился ураган «Сэнди». 28 октября, хотя и ослабленным, достиг восточного побережья США. Большие разрушения, смыты дома вдоль побережья, нарушено электроснабжение, закрыты школы и госучреждения, в Нью-Йорке затоплены некоторые станции городского метро, отменено 7-8 тыс. авиарейсов, погибли более 94 чел., экономический ущерб - порядка 50 млрд. долларов).

В антициклонециркулирует одна воздушная масса, поскольку атмосферные фронты разносятся расходящимися от центра воздушными течениями к его периферии.Погодавантициклоне зависит отвремени года, состоянияподстилающей поверхности, свойстввоздушной массыи других факторов. В целом,погода в антициклоне обычноясная,маловетреная,атмосферное давление повышено.Летом антициклоны приносят жаркую погоду, зимой – холодную, морозную, но солнечную.Напериферии антициклонаобычно бываетоблачная погодасосадками, в зоне соприкосновения сциклономнаблюдаютсясильные ветры.

Антициклонычасто зарождаются в тыловой зонециклонав массаххолодного воздуха,поэтому, как правило,антициклонуобычно предшествуетциклон.