Воздушные массы

Классификация по типам

Место, где формируется масса, накладывает отпечаток на ее характеристики. От области первоначального происхождения объекта зависят его свойства. Например, холодные объекты образуются в северных широтах, а теплые — в южных, и никогда — наоборот.

По географии происхождения массы подразделяются на четыре основных вида:

• полярный (арктический или антарктический);
• умеренный;
• тропический;
• экваториальный.

Помимо классификации по географическому происхождению, массы делятся на подтипы по следующим критериям:

1. По температуре внутреннего воздуха — на теплый и холодный типы. Теплая масса всегда движется на подстилающую поверхность холодного типа, а холодная, напротив, — на теплую.
2. По уровню влажности и области формирования (эти два критерия всегда взаимосвязаны) — на влажный морской и сухой континентальный типы. Морские массы образуются над океаном, а континентальные — над материком. Поэтому влажность первых всегда выше. На континентальную и морскую разновидности подразделяются только тропические и умеренные массы, к остальным эта характеристика неприменима.

Типы воздушных масс в каждом поясе и их основные характеристики приведены в таблице.

Границы объёмов

Слово «фронт» имеет военное определение в привычном понимании. Это граница, на которой ведутся боевые действия вражеских сил. В географии атмосферными фронтами называется грань, где соприкасаются различные массы с разными свойствами. Их формирование происходит над огромными площадями земной поверхности.

Тропосфера — это нижний слой атмосферы. Именно он обеспечивает все живые организмы кислородом, а также постоянно находится в движении. Вся тропосфера поделена на отдельные части, которые объединены одинаковыми или похожими показателями и способом возникновения. Определяющими факторами являются давление, влажность, объём и температура.

Во время передвижения разные массы приближаются друг к другу и сталкиваются. Но у них никогда не пропадают границы, то есть смешение не происходит. Атмосферными фронтами называются участки соприкосновения объёмов воздуха с разными свойствами. При этом происходит быстрая смена погодных условий.

Что такое климат?

Климат – это многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.

Укажите факторы, влияющие на климат России, выпишите наиболее значимые.

3. На основе анализа рисунка 30 учебника определите, какие территории России получают наибольшее количество суммарной солнечной радиации и какие – наименьшее.

Наибольшее количество суммарной солнечной радиации получают южные районы нашей страны, а наименьшее – северные.

Какие воздушные массы формируют климат нашей страны?

Морской воздух умеренных широт, морской тропический воздух, арктический воздух.

Что такое трансформация воздушных масс? Приведите примеры.

Трансформация – процесс изменения свойств воздушной массы под влиянием подстилающей поверхности.

Например, арктические воздушные массы, проходя летом через всю Русскую равнину, прогреваются до такой степени, что приводят к образованию суховеев в Предкавказье.

На основе анализа карт атласа и учебника (рис. 36, 37) объясните, от чего зависит распределение осадков на территории России.

Распределение осадков зависит от циркуляции воздушных масс, особенностей рельефа, температуры воздуха, близости или удалённости от моря.

Укажите в таблице свойства воздушных масс, господствующих над территорией России, а также погоду, которую они приносят в указанные районы страны зимой и летом.

Понятие воздушных масс

Воздушные массы представляют собой внушительные объёмы воздуха тропосферы (околоземной атмосферный слой), сформированные над определённой территорией или как иначе её называют – подстилающей поверхностью, и имеющие похожие, почти однородные в горизонтальных плоскостях температурные значения и показатели влажности.

Эти объёмы в горизонтальном направлении измеряются несколькими сотнями (иногда тысячами) километров, а в вертикальной достигают 20-25 км (но в среднем их высота составляет около 5 км).

Над подстилающей поверхностью должен установиться температурный и радиационный баланс. Помимо этого, необходимо создание таких условий циркуляции воздуха, при которых было бы возможно длительное пребывание большого его объёма в конкретном месте. Тогда и достигается однородность системы воздушной массы.

Физические свойства воздушных масс

Воздушные массы отличаются друг от друга по физическим свойствам, что обусловлено различным прогревом поверхности земного шара из-за неравномерного распределения энергии солнечного света, а также неоднородностью свойств разных участков самой поверхности Земли. Физические свойства воздушной массы — это совокупность физических свойств воздуха, сформировавшаяся при определенных условиях.

К ним относятся следующие параметры физических свойств воздушной массы:

• температура,
• влажность,
• атмосферное давление,
• подвижность/инертность,
• прозрачность,
• вязкость,
• электрическая стабильность,
• сжимаемость.

Все эти характеристики оказывают непосредственное влияние на человека.

Температура окружающего воздуха, при ее значительных отклонениях от комфортных значений, оказывает мощное комплексное воздействие на организм, вызывая в нем целый ряд компенсаторных, адаптационных реакций.

Влажность воздуха также оказывает на человека комплексное влияние. Ключевую роль играет изменение состояния дыхательной системы, что влияет на поступление кислорода к органам и тканям, а также кожи.

Атмосферное давление в наибольшей степени влияет на систему кровообращения, а при значительных отклонениях от комфортных для человеческого организма значений — и на газовый состав крови.

Уровень подвижности воздушных слоев внутри воздушной массы обуславливает уровень ветра. Ветер, с одной стороны, препятствует образованию застойных явлений, что, в условиях современных промышленных центров, например, напрямую связано с состоянием здоровья его жителей. С другой стороны, ветер вызывает охлаждение, снижение температуры тела, что может оказаться критическим фактором в сочетании с сильным морозом, но благоприятным в сочетании с жарой.

Электрическое поле воздуха, будучи непременной компонентой общего электрического поля Земли, также оказывает влияние на человеческий организм, ведь многие очень важные биологические процессы, например, проведение нервных импульсов в головном мозге или работа ионных каналов клеток сердечной мышцы — это процессы с собственной электрической активностью, включенной в общее поле. Повышение влажности воздуха и величины атмосферного давления усиливают его электрическую активность. Максимальный уровень электрической активности наблюдается в холодное время года в умеренных широтах.

Инертность воздушной массы — свойство, обратное ее подвижности. Инертные массы воздуха обуславливают устойчивость, относительное постоянство установившихся в ее зоне погодных условий.

Вязкость воздуха характеризует уровень сопротивляемости частиц сдвигу относительно друг друга. Повышенные значения этого параметра обуславливают образование внутри воздушной массы застойных явлений.

Сжимаемость воздуха характеризует его способность уменьшаться в объеме при увеличении атмосферного давления. Хорошо сжимается сухой и чистый воздух, в то время как наличие любого рода примесей и высокая влажность этому препятствует.

Полярные массы

Это, пожалуй, самые важные воздушные массы умеренного пояса, поскольку их районы формирования целиком находятся в его пределах. Несмотря на их название, широты, где они образуются и доминируют, расположены между 50-й и 70-й параллелями. Различают два основных типа этих масс, характеристика которых приводятся ниже:

• Континентальные. Район формирования умеренных воздушных масс этого типа лежит на континентах (север Евразии и северная часть Северной Америки). Их типичные зимние температуры лежат в области 20-35 oC ниже нуля. Это достаточно сухие объемы воздуха, поскольку их уровень влажности не превосходит 0,6 г/кг. Летом их воздух прогревается до 5-15 oC, а влажность повышается в 10 раз и достигает значений 6 г/кг. Как показывают эти цифры, полярные массы даже летом остаются достаточно прохладными и сухими. Их принято обозначать символом cP.
• Морские. Образуются они в северной части Атлантического и Тихого океанов. Температура умеренных воздушных масс этого типа колеблется значительно меньше в течение года, чем аналогичная величина для cP. Так, зимой ее значения составляют 0-10 oC, а летом – 2-14 oC выше нуля. Эти массы являются относительно нестабильными и влажными (10 г/кг). Обозначают их буквами mP (m – морская).

Воздушные массы

Все свои свойства (температура, влажность, прозрачность) воздух получает при взаимодействии с поверхностью Земли. От этой поверхности он нагревается. С нее происходит испарение влаги и поступление пыли в воздух. Приобретенные свойства воздух может сохранять довольно продолжительное время. Но соседние участки земной поверхности могут иметь совсем другие свойства, и воздух над ними тоже будет другой. Эти объемы воздуха, отличающиеся от соседних своими свойствами, и называются воздушными массами. Знакомое выражение? Еще бы! Ведь вы это изучали в прошлом году.

Воздушные массы бывают разными. Мы остановимся только на самых крупных из них. Их существование связано с наличием тепловых поясов, поясов атмосферного давления, поясов увлажнения, о которых речь шла в прошлый раз. Как и указанные пояса, крупные воздушные массы подчиняются закону зональности, то есть сменяются в направлении Север — Юг, поэтому их называют зональными.

Зональных воздушных масс немного. Всего четыре. Давайте назовем их и установим характерные для них свойства воздуха. При этом мы будем опираться на текст предыдущего параграфа.

Экваториальная воздушная масса формируется в районе экватора. Здесь располагаются следующие пояса: жаркий экваториальный пояс и пояс высокой влажности. Таковы и свойства экваториальной воздушной массы: в течение всего года она жаркая и очень влажная.

Тропические воздушные массы. С тропиками тоже связан жаркий пояс, но вместо пояса влажности здесь мы видим пояс сухости. Можете назвать свойства тропического воздуха? Конечно, что же тут трудного? Тропические воздушные массы весь год жаркие и очень сухие.

Умеренные воздушные массы господствуют в умеренных широтах. Здесь уже заметны сезонные изменения нагрева земной поверхности: зимой тут холодно, а летом — тепло. Здесь же расположен пояс повышенной влажности. Поэтому умеренные воздушные массы являются влажными, а вот температура их зависит от времени года. Таковы их свойства, которые, впрочем, нам хорошо известны. Ведь мы живем именно в районе их формирования.

И наконец, арктическая (антарктическая) воздушная масса. С полюсами связаны холодный полярный пояс, а также пояс сухости. Отсюда и свойства этих воздушных масс: весь год воздух в них холодный и сухой. Конечно, существует разница между арктическим и антарктическим воздухом, но о ней немного позже.

Зональные воздушные массы занимают огромные пространства. Именно эти воздушные массы формируют характерные для этих пространств типы погоды. В самом деле, вряд ли стоит ожидать выпадения снега на экваторе. Не удастся нам поиграть в снежки и покататься на лыжах вдоль замерзшего озера Виктория в Африке. Так же как и не дождемся мы открытия купального сезона на песчаных пляжах Чукотского моря. Не те воздушные массы. Не тот тип погоды.

А теперь внимание! Обладатели суперпамяти — два шага вперед! Вопрос по материалу прошлого года. Как мы называем средний многолетний тип погоды, характерный для данной местности? Правильно, это климат

Так, значит, климат территории формируется под действием зональных воздушных масс? Вот мы и обнаружили еще одну систему поясов нашей планеты. Это климатические пояса. Климатические пояса — широтные полосы земной поверхности, отличающиеся друг от друга степенью нагрева солнечными лучами и сезонной сменой воздушных масс. Как и зональные воздушные массы, они сменяются от экватора к полюсам (см 2-й форзац).

Чем характеризуется погода

Погода как географическое понятие характеризуется совокупностью 2 факторов:

• Явления (атмосферные осадки, ветер, облака).
• Элементы (температура воздуха, атмосферное давление, влажность).

Для отображения элементов природы часто используют следующие график.

Каждый из представленных элементов погоды не является изолированным, а тесно взаимодействует с другими элементами. Более того, каждый элемент способен повлиять на другой элемент и изменить его характеристики. Например, температура воздуха напрямую влияет на атмосферное давление. В свою очередь атмосферное давление влияет на характеристики ветра и его направление. Ветер влияет на облачность, которая в свою очередь влияет на осадки. Осадки способны оказывать влияние на температуру воздуха. Таким образом, получается «круговорот» элементов погоды.

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.

Типы и виды

По видам выделяют морские и континентальные, тёплые и холодные воздушные объёмы. Их делят на пять зональных типов по принадлежности к климатическим поясам планеты.

Климатические пояса Земли

1. Экваториальные. Они образовываются в зоне экватора. Воздух имеет повышенную влажность и температуру (от +20 Со и выше).

1. Тропические. Формирование в жарких широтах обусловливает высокую температуру. Сильная запылённость и пониженная влажность – это характерные признаки для континентальной атмосферы тропиков.

1. Умеренные. Сформированные в умеренных широтах объёмы воздуха зимой сухие и холодные. Летом они влажные и тёплые.

1. Арктические. Над Арктикой воздух отличается пониженными температурами. Он сухой и прозрачный. Отсутствие загрязняющих факторов делает его чистым.

1. Антарктические. Надо льдами Антарктиды формируются области с пониженными показателями влажности и температуры.

Типы воздушных масс

Воздушные массы представляют собой участки воздуха большого объема и площади в пределах которых основные параметры и свойства (температура, влажность, светопроницаемость и др.) относительно однородны . Они являются компонентном тропосферы, образуя нижние, подвижные ее слои. Формируясь над обширными участками поверхности земли, соответствующими географическим частям мирового океана и континентов, по типу этого участка делятся на две больше группы: морские и континентальные.

Морские формируются над водной поверхностью, над частями мирового океана. Они характеризуются высоким уровнем влажности.

Континентальные, значительно более сухие воздушные массы образуются над материками.

В зависимости от географического положения очага формирования, обуславливающего основные свойства воздушной массы, они также условно делятся на:

• экваториальные;
• тропические;
• умеренные;
• арктические.

Свойства воздушных масс обусловлены типом поверхности, над которым они были изначально сформированы или находятся длительное время. Перемещение воздушных масс над поверхностью Земли, которое происходит постоянно, обуславливает такое явление как смена погоды.

По величине вертикального температурного градиента внутри отдельных слоев воздушных масс их делят на устойчивые и неустойчивые.

Устойчивыми считаются массы с низким температурным градиентом (до 0.5 0 — 0.6 0 на каждые 100 метров), между условно выделенными вертикальными слоями воздуха.

Слои внутри такой массы слабо перемещаются, часто инвертированы, что образует так называемые задерживающие слои. Облака внутри воздушных масс данного типа образуются слоисто-кучевого и кучевого типов, толщиной до 500-600 метров, но могут и не образовываться вовсе. Турбулентная активность низкая, из-за чего частицы пыли или водяной конденсат в зоне влияния таких масс может скапливаться у поверхности земли.

Устойчивые воздушные массы подразделяются на холодные и теплые. Холодные образуются над материковыми поверхностями в холодное время года. Для них типична ясная безветренная морозная погода с небольшим количеством кучевых облаков. Теплые образуются как над морем, так и над материками и перемещаются в области более холодные. В погоде наблюдается слабый ровный, без порывов ветер, большое количество массивных слоисто-кучевых облаков, возможны осадки.

В структуре неустойчивой воздушной массы уверенно можно выделить условные слои, температура и влажность которых существенно различается, из-за чего происходит образование большого количество кучево-дождевых облаков. Слои быстро перемещаются, ветер сильный, порой шквалистый. Характерны грозовые явления и обильные многократные ливневые осадки.

Неустойчивые воздушные массы также могут быть холодными и теплыми. Теплые неустойчивые встречаются над материками преимущественно в теплое время года, но близ морских побережий нередки и в холодное. Холодные неустойчивые — характерны для материков в теплое время года, а над морской поверхностью — в холодное. Как правило, находятся с тыльной стороны циклонов, следующих за холодными фронтами. Особенно характерны для территорий, где в соседствующих регионах с наступлением весны прогревание земной поверхности происходит разными темпами.

Циклоны и антициклоны

В атмосфере при встрече двух воздушных масс возникают крупные атмосферные вихри — циклоны и антициклоны. Они представляют плоские вихри воздуха, охватывающие тысячи квадратных километров при высоте всего 15—20 км.

Циклон — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре, с системой ветров от периферии к центру против часовой стрелки в Северном полушарии. В центре циклона наблюдаются восходящие потоки воздуха (рис. 15). В результате восходящих потоков воздуха в центре циклонов формируются мощные облака и выпадают атмосферные осадки.

Летом во время прохождения циклонов температура воздуха снижается, а зимой повышается, начинается оттепель. Приближение циклона вызывает пасмурную погоду и изменение направления ветра.

В тропических широтах от 5 до 25° обоих полушарий возникают тропические циклоны. В отличие от циклонов умеренных широт они занимают меньшую площадь. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью в конце лета — начале осени и сопровождаются мощными грозами, выпадением ливневых осадков и ветрами штормовой силы, обладают огромной разрушительной силой.

В Тихом океане тропические циклоны называют тайфунами, в Атлантическом — ураганами, у берегов Австралии — вилли-вилли

Тропические циклоны переносят большое количество энергии от тропических широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. За свою непредсказуемость тропическим циклонам дают женские имена (например, «Катрин», «Джульетта» и др.)

Антициклон — атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с областью повышенного давления у земной поверхности, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в Северном полушарии. В антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.

Как зимой, так и летом для антициклона характерны безоблачное небо и безветрие. Во время прохождения антициклонов погода солнечная, летом жарко, а зимой очень холодно. Антициклоны образуются над ледовыми покровами Антарктиды, над Гренландией, Арктикой, над океанами в тропических широтах.