2. Трансформация воздушных масс.

Из очагов своего формирования воздушные массы перемещаются в другие регионы планеты. При этом происходит непрерывное изменение их свойств. Этот процесс называется трансформацией.

Трансформация возникает при перемещении воздушных масс как по горизонтали, так и по вертикали.

В синоптике наибольший интерес представляет термическая трансформация, связанная с изменением теплосодержания воздушной массы при ее перемещении по горизонтали.

Зимой континентальные воздушные массы, перемещаясь на поверхность океана, нагреваются, летом – охлаждаются.

Морские воздушные массы, перемещаясь на сушу зимой, охлаждаются, а летом нагреваются.

Интенсивность термической трансформации определяется изменением средней температуры воздушной массы, которое происходит за 24 часа.

В экологии большой интерес представляет трансформация воздушных масс при их перемещении по вертикали. Особо существенна трансформация в зоне нисходящих движений воздушных масс.

Воздух обладает очень малой теплопроводностью, поэтому большинство термодинамических процессов в атмосфере можно считать происходящими без теплообмена с окружающей средой- т.е. адиабатическими. Вследствие убывания атмосферного давления с высотой поднимающийся воздух самопроизвольно расширяется и охлаждается, опускающийся – сжимается и нагревается.

Изменение температуры адиабатически поднимающегося объема воздуха зависит от его влажности. Если воздух сухой, то его температура понижается на 1 градус при подъеме на 100м. Если происходит подъем объема влажного воздуха с относительной влажностью 100%, то при подъеме на 100 м его температура понижается на 0.6 градуса .

Параметр 0.6 град/100м называется влажноадиабатическим градиентом, а 1 град/100м- сухоадиабатическим. Фактические значения вертикальных градиентов температуры в реальной атмосфере могут быть больше сухоадиабатического и меньше влажноадиабатического.

Если фактическое значение вертикального градиента температуры меньше влажноадиабатического подъем воздуха не происходит- такое состояние атмосферы наз. устойчиво стратифицированным.

Если фактическое значение вертикального градиента температуры больше влажноадиабатического , (и при этом меньше либо больше сухоадиабатического) в атмосфере происходит подъем воздуха. Это состояние наз. неустойчивой стратификацией.

Упругость водяного пара в атмосфере, согласно закона Гана, убывает с высотой. Поэтому при адиабатическом опускании воздушной массы к земной поверхности поступает воздух теплый и сухой. Возникает суховей – «фен свободной атмосферы».

Теплые воздушные массы,в процессе термической трансформации стремятся к устойчивым . При охлаждении соприкасающегося с подстилающей поверхностью слоя атмосферы значение вертикального градиента температуры в нем понижается . Если оно понижается до 0.6 град/100 м и менее теплая воздушная масса становится устойчивой. Если пониженное значение вертикального градиента температуры все же превышает 0.6 град/100м- то теплая воздушная масса- неустойчива.

Холодные воздушные массы в процессе термической трансформации стремятся к неустойчивым. При нагреве нижнего слоя такой воздушной массы от подстилающей поверхности значение вертикального градиента температуры в нем возрастает. Чаще всего холодные воздушные массы неустойчивы, но если при возрастании вертикального градиента температуры в этой массе его значение не превышает 0.6 град/100м –холодная воздушная масса становится устойчивой.