Воздушные массы

Основные виды ветров:

А на море белый песок

Дует тёплый ветер в лицо

Пассаты это очень мощные ветра, они устойчивы и оказывают влияние на климат.

Примеры влияние пассатов на климат:

• В северном полушарии пассаты на север Африки несут сухие и нагретые воздушные массы с территории Аравийского полуострова. Следовательно на севере Африки тоже будет сухой и горячий климат (пустыня Сахара).

• В южном полушарии, на восточное побережье Африки пассат приходит с Индийского океана. Воздух насыщен водяными парами, поэтому формируется жаркий и влажный климат.

Зимой муссоны дуют с материка на океан (зимой воздух над сушей холоднее, над океаном теплее). Летом с океана на материк

По климатической карте мы можем проследить действие муссонов.

В северном полушарии летний муссон несет морские воздушные массы с экватора на полуостров Индостан, встречая на своем пути Гималаи, влажный воздух оставляет всю влагу на восточных склонах гор. Таким образом над полуотсровом Индостан в летнее время очень большое количество осадков.

География муссонов

Такие сезонные перемещения господствуют на восточных побережьях материков. Устойчивые воздушные потоки преобладают на востоке, юго-востоке и юге Евразии, в восточной части Африки, Австралии. В меньшей степени они выражены на других территориях: Средиземноморье, акватории Карибского моря.

Там, где формируются сезонные перемещения воздушных масс, говорят о муссонном типе климата. Зимний муссон не содержит водяных паров, устанавливается сухая погода. Температура зависит от места образования ветра. В пределах умеренного климатического пояса бывают отрицательные температуры, в других поясах они выше. Летний муссон приносит на сушу много осадков.

В районах господства муссонов действуют и другие ветры, особенно в переходные сезоны. Говоря о сезонных перемещениях воздушных масс, имеют в виду преобладающие по времени воздушные течения.

В южной части Евразии муссонная деятельность выражена настолько ярко, что под действием этих ветров меняют направление даже течения.

Нюансы возникновения

Очагами возникновения масс в большинстве случаев бывают области, в которых происходит опущение воздуха с последующим его горизонтальным распространением. Под такое описание подпадают участки антициклонов.

Антициклонические системы, в отличие от циклонических, зачастую проявляют малоподвижность.

Образование воздушных субстанций происходит, как правило, именно в таких — квазистационарных — областях антициклонов с обширным расположением.

Другие зоны, подходящие под характеристики очага возникновения, — это так называемые термические депрессии размытого типа.

Они формируются над нагретыми районами суши и также отличаются малоподвижностью.

Условия формирования масс воздуха

Зная, что такое воздушная масса, перейдем к вопросу ее формирования. Этот атмосферный феномен образуется не в любой местности и не над каждой территорией. Для его образования необходимо выполнение двух условий:

1. Территория должна иметь большую площадь и однородный рельеф. Если небольшие равнины чередуются с горными хребтами или наблюдаются сильные перепады высот на относительно небольшой площади земной поверхности, то здесь воздушная масса образоваться не может.
2. Над рассматриваемой территорией практически не должно быть ветра. Чтобы воздух вошел в равновесие с поверхностью, над которой он находится, необходимо некоторое время. В противном случае постоянное его перемещение и смена одних объемов другими будут препятствовать образованию гомогенных по температуре и влажности больших масс воздуха.

Отмеченным условиям удовлетворяют равнинные зоны континентов, а также практически любая морская поверхность.

Воздушные массы и их основные типы

Воздушные массы — это крупные массы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, которые формируются над определенной территорией суши или океана и обладают относительно однородными свойствами — температурой, влажностью, прозрачностью. Они движутся как одно целое и в одном направлении в системе общей циркуляции атмосферы.

Воздушные массы занимают площадь в тысячи квадратных километров, их мощность (толщина) достигает до 20—25 км. Перемещаясь над поверхностью с иными свойствами, они нагреваются или охлаждаются, увлажняются или становятся суше. Теплой или холодной называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей ее среды. Различают четыре зональных типа воздушных масс в зависимости от районов формирования: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические) воздушные массы (рис. 13). Они отличаются, прежде всего, температурой и влажностью. Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, делятся на морские и континентальные в зависимости от характера поверхности, над которой они сформировались.

Экваториальная воздушная масса формируется в экваториальных широтах, поясе пониженного давления. Обладает достаточно высокими температурами и влажностью, близкой к максимальной, и над сушей, и над морем. Континентальная тропическая воздушная масса формируется в центральной части материков в тропических широтах. Она обладает высокой температурой, низкой влажностью, сильной запыленностью. Морская тропическая воздушная масса образуется над океанами в тропических широтах, где преобладают довольно высокие температуры воздуха и отмечается высокая влажность.

Континентальная умеренная воздушная масса формируется над материками в умеренных широтах, господствует в Северном полушарии. Ее свойства изменяются по сезонам. Летом довольно высокая температура и влажность, характерны осадки. Зимой низкие и крайне низкие температуры и невысокая влажность. Морская умеренная воздушная масса формируется над океанами с теплыми течениями в умеренных широтах. Летом она прохладнее, зимой — теплее, отличается значительной влажностью.

Континентальная арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется над льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне низкими температурами и небольшой влажностью, высокой прозрачностью. Морская арктическая (антарктическая) воздушная масса образуется над периодически замерзающими морями и океанами, ее температура несколько выше, влажность больше.

Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их встрече образуются переходные зоны, или фронты. Атмосферный фронт — пограничная зона между двумя воздушными массами, обладающими разными свойствами. Ширина атмосферного фронта достигает десятков километров. Атмосферные фронты могут быть теплыми и холодными в зависимости от того, какой воздух надвигается на территорию и какой вытесняется (рис. 14). Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из полярных широт и теплый из тропических широт.

Прохождение фронта сопровождается изменениями в погоде. Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха. С ним связаны потепление, слоисто-дождевые облака, приносящие моросящие осадки. Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. Он приносит обильные кратковременные ливневые осадки, часто со шквалистыми ветрами и грозами, и похолодание.

Водяной пар в атмосфере

Эту тему лучше прочитать вдумчиво, воображая происходящее

В атмосфере присутствует водяной пар (маленькие частички воды испарившиеся с поверхности водоемов и суши)

От чего зависит испарение:

1. Температура (чем выше температура, тем больше воды испариться, следовательно будет больше водяного пара в атмосфере)

2. Ветра (чем сильнее ветер, тем выше испарение)

3. Рельефа

Чем больше температура — тем больше абсолютная влажность (тем больше водяного пара)

Подсказка!

1. При равном значении температуры: растет относительная влажность и растет количество водяного пара

2. При равном значении водяного пара: растет температура, уменьшается относительная влажность.

3. При равном значении относительной влажности: растет количество водяного пара и растет температура.

Формирование воздушных масс

Воздушная масса, сформировавшись в определённой области, приобретает свои постоянные свойства. Такая область называется очагом формирования. Он должен иметь конкретные свойства:

• поверхность воды или суши должна быть однородной, то есть должны иметь место схожие воздействия на воздух в очаге формирования;
• радиационный фон стабилен и однороден;
• условия циркуляции воздуха должны обеспечивать его стационарное местоположение.

Обычно очаги формирования — это антициклоны (вихревые потоки с повышенным давлением в центре), которые являются менее подвижными в сравнении с циклонами (для них характерно низкое давление). Здесь воздух опускается вниз и начинает распространяться в горизонтальном направлении.

Над нагретыми областями суши возникают термические депрессии — области с низким атмосферным давлением. Такие условия также способствуют возникновению очага.

Движение воздуха в атмосфере — почему это происходит

Как и географическая широта, важный климатообразующий фактор – циркуляция атмосферы. Процесс представляет собой движение воздушных масс.

Определение

Воздушными массами называют перемещающиеся в виде одного целого крупные объемы воздуха, находящегося в тропосфере и обладающего конкретными характеристиками по температуре и содержанию влаги, которые определяются особенностями района его образования.

По протяженности воздушные массы могут распространяться на несколько тысяч километров. Высота таких образований достигает верхней границы тропосферы. В зависимости от скорости движения воздушные массы классифицируют на несколько категорий:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

• движущиеся;
• местные.

Движущиеся массы воздуха, исходя из температурных параметров, подразделяют на:

• теплые;
• холодные.

Теплая воздушная масса перемещается на охлажденную подстилающую поверхность, а холодная – на более теплую поверхность. Местные воздушные массы в течение длительного времени сохраняют стабильность географического положения. Среди них выделяют устойчивые и неустойчивые массы, ориентируясь на сезон, а также сухие и влажные массы. Массы воздуха классифицируют по основным видам:

• экваториальные;
• тропические;
• умеренные;
• арктические или антарктические.

Каждый из перечисленных типов подразделяют на подтипы в зависимости от влажности:

• морские;
• континентальные.

Примечание

Если рассматривать территорию России, то можно отметить формирование морской арктической массы над северными морями (такими, как Баренцево и Белое море). Ее характеристики приближены к континентальной воздушной массе, отличия заключаются в повышенном уровне влажности.

Основной причиной движения воздуха в атмосфере являются перепады давления в ее слоях, которых над поверхностью земли несколько. В нижней части можно наблюдать высокую плотность и концентрацию кислорода. В процессе подъема газообразного вещества при нагреве в нижней части возникает разрежение, стремящееся заполниться смежными слоями. Таким образом, образуются ветры и ураганы, что является следствием перепадов температур днем и вечером.

При отсутствии причины движения воздуха в атмосфере жизнь на Земле была бы невозможна. В таких условиях прекращается жизнедеятельность любого организма. Благодаря ветру, осуществляется размножение растений и животных. Поток воздуха транспортирует облака и представляет собой движущую силу в круговороте воды на планете. С помощью смены климата местность очищается от грязи и микроорганизмов.

Не употребляя пищу, люди способны прожить в течение нескольких недель. При отсутствии воды человек может жить до трех дней. Если воздух отсутствует, то жизнь прекращается, спустя десять минут. Все живые организмы на планете Земля зависят от наличия кислорода, который в свою очередь транспортируется вместе с воздушными массами.

Данный процесс непрерывен и связан со сменой времени суток. Когда солнце скрывается за горизонтом и день сменяется ночью, происходит температурный перепад на поверхности планеты.

В атмосфере в любой момент можно наблюдать перемещение воздуха, который оказывает на поверхность Земли давление силой 1,033 грамм на миллиметр. Такая нагрузка практически не ощущается человеком. Однако, в том случае, когда она направлена не вертикально, а горизонтально, люди воспринимают ее, как ветер. К примеру, на территории жарких стран, благодаря бризу, снижается негативное воздействие от жары, сформированной в пустынях и степях.

Трансформация воздушных масс, как влияют на климат

Более интенсивное движение воздушных масс характерно для прибрежных регионов. Это объясняется тем, что почва и вода нагреваются неравномерно. В меньшей степени повышается температура рек, морей, озер и океанов. Почва, напротив, прогревается достаточно быстро, передавая тепло газообразному веществу над поверхностью.

Нагреваясь, воздух перемещается вверх, а образованное разрежение стремится заполниться. Более плотный воздух над водой способствует движению ветра в сторону побережья. Такой эффект можно наблюдать, как правило, в странах с жарким климатом в дневные часы. В ночное время ситуация противоположная. Ночной бриз дует в сторону моря.

Еще одним связанным с движением воздушных масс явлением являются смерчи и торнадо, которые также оказывают существенное влияние на климат. Грозовые тучи в процессе движения смешивают воздушные потоки. Встречные потоки не способны преодолеть барьер высокой плотности и устремляются вверх, сквозь облака. После того как ветер прошел сгустки газообразных веществ, он спадает вниз.

Нередко условия складываются таким образом, что потоки закручиваются и усиливаются подходящими ветрами. Так торнадо набирает силу, а ветер приобретает очень большую скорость.

Благодаря наличию газовой оболочки планеты, которая носит название атмосфера, формируются экологические системы и создаются климатические условия. Атмосфера выполняет важную защитную функцию. С ее помощью планета ограждается от негативного воздействия различных солнечных излучений и мелких космических тел, которые в процессе прохождения атмосферы сгорают, не достигая земной поверхности.

Атмосфера представляет собой достаточно динамичную и неоднородную газовую структуру. Крупные воздушные массы образуются в ее глубинах и непосредственно влияют на климатический режим отдельных регионов и планеты в целом.

В слоях тропосферы, то есть нижней части атмосферы, формируются огромные воздушные массы, сравнимые по размерам с материками или океанами. Такие масштабные образования играют роль колыбели для циклонов с высокой мощностью, торнадо и смерчей, обладающих большой разрушительной силой.

В процессе движения воздушные массы перемещаются из одних регионов планеты в другие и определяют на данных территориях:

• климатический режим;
• погодные условия.

Нередко при движении огромных объемов воздуха возникают стихийные бедствия. Каждая подобная воздушная масса характеризуется одинаковыми свойствами:

• степень прозрачности;
• температура;
• уровень влажности;
• концентрация пыли и инородных включений.

Масса газообразного вещества приобретает качества и специфику того региона, над которым она была образована. Перемещаясь, такие объемы воздуха меняют погодные условия в других регионах. При этом происходит процесс трансформации в самих воздушных массах. Их параметры адаптируются под характеристики конкретной области.

Ярким примером влияния воздушных масс на климат является циркуляция воздушных масс над территорией России, которые неоднократно изменяют свои свойства, пересекая несколько климатических поясов.

Больше 50% площади страны находится под влиянием объемов воздуха, образованных над Атлантикой. С ними на европейскую часть страны поступает основная масса осадков. Благодаря теплым средиземноморским циклонам, в районах Сибири существенно смягчаются холода в зимнее время.

Атмосферная циркуляция представляет собой сложный процесс, в котором массы воздуха разного типа четко и тесно взаимосвязаны. К примеру, объемы газообразного вещества, образованные над регионами планеты с низкой температурой, сталкиваются с более теплыми фронтами и перемешиваются с ними.

Это приводит к образованию нового атмосферного фронта с кардинально отличающимися характеристиками. Подобный эффект особенно проявляется в зоне умеренного климата, когда в данную область вторгается холодный воздух из Арктики. Смешиваясь с нагретым воздухом из Атлантического фронта, они формируют новые воздушные массы, которые являются причиной для таких явлений, как:

• похолодание;
• кучевые облака;
• сильные ливни.

В некоторых случаях подобные холодные атмосферные фронты проходят над Россией и не встречают на своем пути теплые массы воздуха. Тогда они достигают южных регионов европейского континента. Однако такие фронты зачастую сталкиваются с барьером в виде отрогов Альпийских гор.

Ссылки

Wikimedia Foundation
.
2010
.

Атмосфера неоднородна. В ее составе, особенно вблизи земной поверхности, можно выделить воздушные массы.

Воздушные массы — отдельные крупные объемы воздуха, обладающие определенными общими свойствами (температурой, влажностью, прозрачностью и т.д.) и движущиеся как одно целое. Однако внутри этого объема ветры могут быть разные. Свойства определяются районом ее формирования. Она приобретает их в процессе соприкосновения с подстилающей поверхностью, над которой она формируется или задерживается. Воздушные массы имеют разные свойства. Например, воздух Арктики имеет низкие, а воздух тропиков высокие во все сезоны года, воздух северной существенно отличается от воздуха материка . Горизонтальные размеры воздушных масс огромны, они соизмеримы с материками и океанами или их крупными частями. Выделяют главные () типы воздушных масс, формирующихся в поясах с разным : арктические (), (полярные), тропические и экваториальные. Зональные воздушные массы подразделяются на морские и континентальные — в зависимости от характера подстилающей поверхности в районе их формирования.

Арктический воздух формируется над , а зимой еще и над севером Евразии и . Воздух характеризуется низкой температурой, малым влагосодержанием, хорошей видимостью и устойчивостью. Его вторжения в умеренные широты вызывают значительные и резкие похолодания и обусловливают преимущественно ясную и малооблачную погоду. Арктический воздух подразделяется на следующие разновидности.

Морской арктический воздух (мАв) — формируется в более теплой Европейской , свободной от льда, с более высокой температурой и большим влагосодержанием. Его вторжения на материк зимой вызывают потепление.

Континентальный арктический воздух (кАв) — формируется над Центральной и Восточной ледяной Арктикой и северным побережьем материков (зимой). Воздух имеет очень низкие температуры, низкое влагосодержание. Вторжение кАв на материк обусловливает сильное похолодание при ясной погоде и хорошей видимости.

Аналогом арктического воздуха в Южном полушарии является антарктический воздух, но влияние его распространяется преимущественно на прилегающие морские поверхности, реже — на южную оконечность .

Умеренный (полярный) воздух. Это воздух умеренных широт. В нем также различают два подтипа. Континентальный умеренный воздух (кУв), который формируется над обширными поверхностями материков. Зимой он очень охлажден и устойчив, обычно ясная с крепкими морозами. Летом он сильно прогревается, в нем возникают восходящие токи, образуются , нередко выпадают дожди, наблюдаются . Морской умеренный воздух (мУв) формируется в средних широтах над океанами, западными и переносится на материки. Он характеризуется высокой влажностью и умеренными температурами. Зимой мУв приносит пасмурную погоду, обильные осадки и повышение температуры (оттепели). Летом он также приносит большую , дожди; температура при его вторжении понижается.

Умеренный воздух проникает в полярные, а также субтропические и тропические широты.

Экваториальный воздух формируется в экваториальной зоне из тропического воздуха, приносимого пассатами. Он характеризуется высокими температурами и большой влажностью в течении всего года. Кроме того, эти качества сохраняются и над сушей, и над морем, поэтому на морские и континентальные подтипы экваториальный воздух не подразделяется.

Воздушные массы находятся в непрерывном движении. При этом если воздушные массы движутся в более высокие широты или на более холодную поверхность, их называют теплыми, так как они приносят потепление. Воздушные массы, перемещающиеся в более низкие широты или на более теплую поверхность, называются холодными. Они приносят похолодание.

Перемещаясь в другие географические районы, воздушные массы постепенно меняют свои свойства, прежде всего температуру и , т.е. переходят в воздушные массы другого типа. Процесс превращения воздушных масс из одного типа в другой под влиянием местных условий называется трансформацией. Например, тропический воздух, проникая и в умеренные широты, трансформируется соответственно в экваториальный и умеренный воздух. Морской умеренный воздух, оказавшись в глубине континентов, зимой охлаждается, а летом нагревается и всегда иссушается, превращаясь в континентальный умеренный воздух.

Все воздушный массы связаны между собой в процессе постоянного их перемещения, в процессе тропосферы.

Явление окклюзии

Образуется фронт окклюзий в местах, где смыкаются тёплые и холодные потоки. Всё действие начинается тогда, когда один фронт догоняет другой в вертикальном движении. В итоге происходит смещение и сталкивание одного тёплого потока и двух холодных.

Основные признаки окклюзий:

1. Дождь и тучи имеют обложный тип.
2. Направление ветра постоянно изменяется, но его скорость остаётся стабильной.
3. Давление плавно увеличивается или снижается.
4. Присутствуют циклоны.

Характеристики окклюзий зависят от температурных показателей перед фронтом и за ним. Наиболее сложные условия можно наблюдать во время смыкания потоков. Тёплый воздух постепенно вытесняется и происходит плавное улучшение погодных условий.

Движение воздушных масс в циклоне.

Как мы уже говорили, холодный воздух выталкивает более теплый наверх. Передовой отряд при движении субтропической воздушной массы клином прорывается на территорию неприятеля, но вытесняется холодным воздухом наверх.

Движение воздушных масс наверх приводит к возникновению зоны разрежения. За счет сил поверхностного натяжения теплый воздух, вытесненный наверх, тащит за собой «подкрепление», притягивая новые и новые порции теплых воздушных масс. Формируется воздушная воронка, втягивающая теплый воздух снизу и выбрасывающая его в верхние слои. Образуется зона пониженного давления .

К зоне пониженного давления устремляются воздушные массы, которые отклоняются силой Кориолиса вправо от прямого пути к центру депрессии. Возникает циркуляция движения воздушных масс против часовой стрелки вокруг центра депрессии. Теплый воздух, втянутый в эту гигантскую воронку, резко поднимаясь наверх, расширяется и остывает, что приводит к процессу конденсации. Плотные облака и осадки делают стенку этой воронки осязаемо плотной. Всё новый и новый теплый воздух затягивается в эту воронку и выбрасывается наверх наподобие того, как нагретый воздух из квартиры с гудением уходит в каминную трубу. Образовавшаяся система начинает поддерживать сама себя.

Взрослая депрессия становится самодостаточной системой, обычно перемещающейся в восточно-северо-восточном направлении со скоростью 15-25 узлов. В радиусе сотен (а иногда тысяч миль) воздушные массы вовлекаются в круговое движение вокруг центра депрессии, при этом скорость циркуляции достигает 20-40 узлов! Очевидно, для такой вечеринки требуется немало энергии. Чем питается депрессия? Теплом нагретого от океанской воды воздуха! Выходя на сушу, депрессия начинает грустить и, как правило, быстро сохнет. Депрессии (имеются в виду атмосферные депрессии) — редкие гостьи в континентальной части Евразии. Те немногие, что добираются до Урала и далее, обычно пользуются Северным морским путем!

Рассмотрим поподробнее, как устроена депрессия. В южной части этой воронки отчаянно сражается группировка субтропических воздушных масс, образуя так называемый теплый сектор. Теплый сектор сражается на два фронта. Первый из них (по ходу депрессии) называется теплым фронтом, а второй — холодным. Превосходящие по массе и плотности силы противника, образующие холодный сектор, стараются замкнуть кольцо блокады и отрезать передовую группировку теплого воздуха от своих. На рисунке мы видим примерную схему расстановки сил движения воздушных масс. Чем ближе к центру циклона, тем ниже атмосферное давление. Линии одинакового давления — изобары — окружают центр циклона. Часто расположенные линии означают резкий перепад давления, а это в свою очередь сопровождается большей скоростью ветра. Ветер закручивается вокруг центра депрессии силой Кориолиса против часовой стрелки. Направление скорости ветра изображено стрелками.

Поверхности фронтов сильно завалены наружу. Это позволяет яхтсменам заранее узнать о приближении фронта. При движении воздушных масс верхушка теплого фронта опережает его основание миль на 150-250. По поверхности фронта, разделяющего холодный и теплый воздух, происходят интенсивные процессы образования облаков. В верхних разреженных слоях атмосферы и облака более разрежены. Самые верхние и невесомые перистые облака, неожиданно пришедшие с запада, могут свидетельствовать о том, что через часов 10 яхтинг станет не очень комфортным , небо сгустится и сюда доберутся плотные и низкие облака. Например, грозные фиолетовые монстры — кумуло-нимбусы (одно название чего стоит!).

Массы над территорией России

Российская Федерация — страна многообразная во всех отношениях. Касается это и масс воздуха — в пространстве над территорией России собраны различные типы этих объектов.

Они располагаются следующим образом:

• над северной частью — полярный;
• в средней полосе (центральноевропейская часть) — умеренный;
• над южной частью — тропический.

На большей части страны господствуют массы умеренного типа. Их столкновения с северными полярными объектами вызывают понижение температуры и усиление ветра. Что касается тропических масс, глубже всего во владения умеренных субстанций они проникают в летний сезон, провоцируя жару на большой территории страны.