Повітряна маса - це

Повітряні маси- великі обсяги повітря в нижній частині земної атмосфери - тропосфері, що мають горизонтальні розміри в багато сотень або кілька тисяч кілометрів і вертикальні розміри в кілька кілометрів, що характеризуються приблизною однорідністю температури і вмісту вологи по горизонталі.

Однорідність властивостей повітряної маси досягається формуванням її над однорідною поверхнею, що підстилає, в подібних умовах теплового і радіаційного балансу.

Крім того, необхідні такі циркуляційні умови, за яких повітряна маса довго циркулювала б у регіоні формування. Значення метеорологічних елементів у межах повітряної маси змінюються незначно – горизонтальні градієнти малі. Різке зростання градієнтів метеорологічних величин, чи, по крайнього заходу, зміна величини і напрями градієнтів відбувається у перехідній зоні між двома повітряними масами — зоні атмосферного фронту.

Об'єкти, що виникають у тропосфері внаслідок взаємодії повітряних мас — перехідні зони (фронтальні поверхні), фронтальні хмарні системи хмарності та опадів, циклонічні обурення, мають той самий порядок величини, що й самі повітряні маси — можна порівняти за площею з великими частинами материків чи океанів, час їх існування - понад 2 доби.

Вогнищами формування повітряних мас зазвичай бувають регіони, де повітря опускається, а потім поширюється в горизонтальному напрямку - цій вимогі відповідають антициклонічні системи. Антициклони частіше, ніж циклони, бувають малорухливими, тому формування повітряних мас зазвичай і відбувається у великих малорухомих (квазістаціонарних) антициклонах. Крім того, вимогам вогнища відповідають малорухливі та розмиті термічні депресії,суші, що виникають над нагрітими ділянками. Нарешті, формування полярного повітря відбувається частково у верхніх шарах атмосфери малорухливих, великих і глибоких центральних циклонах у високих широтах. У цих баричних системах відбувається трансформація (перетворення) тропічного повітря, втягнутого у високі широти у верхніх шарах тропосфери, у помірне повітря.

Повітряні маси класифікують, перш за все, вогнищами їх формування залежно від розташування в одному з широтних поясів. Згідно з географічною класифікацією, повітряні маси можна поділити на основні географічні типи за тими широтними зонами, в яких розташовуються їхні осередки:

Арктичне або антарктичне повітря (АВ),
Помірне повітря (УВ),
Тропічне повітря (ТВ),
Екваторіальне повітря (ЕВ).

Дані повітряні маси, крім того, можна поділяти на океанічні (м) та континентальні (к).

Як показує практика, оскільки помірна повітряна маса має значну меридіональну довжину (у СНД приблизно від 45-48° до 60-65° північної широти), її термічні (та інші) властивості значно різняться у північній та південній частинах цієї великої географічної зони, тому правильніше підрозділити помірну ВМ на дві самостійні - північну помірну (СУВ) та південну помірну (ЮУВ).

Зміст

Трансформація повітряних мас

При переміщенні повітряна маса починає змінювати свої властивості - вони вже залежатимуть не тільки від властивостей вогнища формування, але і від властивостей сусідніх повітряних мас, від властивостей поверхні, що підстилає, над якою проходить повітряна маса, а також від тривалості часу, що пройшов з моменту утворення повітряної маси. маси. Ці впливи можуть викликати зміни ввміст вологи в повітрі, а також зміна температури повітря в результаті вивільнення прихованої теплоти або теплообміну з поверхнею, що підстилає.

Процес зміни властивостей повітряної маси називається трансформацією чи еволюцією. Трансформація, пов'язана з рухом повітряної маси, називається динамічною. Швидкості переміщення повітряної маси різних висотах будуть різними, наявність зсуву швидкостей викликає турбулентне перемішування. Якщо нижні шари повітря нагріваються, виникає нестійкість і розвивається конвективне перемішування. Зазвичай процес трансформації повітряної маси продовжується від 3 до 7 діб. Ознакою його закінчення є припинення істотних змін температури повітря з кожним днем як поблизу земної поверхні, так і на висотах.

Термодинамічна класифікація повітряних мас

Теплою(холодною) називають повітряну масу, яка тепліше (холодніше) навколишнього її середовища і в даному районі поступово охолоджується (нагрівається), прагнучи наблизитися до теплової рівноваги. Під навколишнім середовищем тут розуміється характер поверхні, що підстилає, її тепловий стан, а також сусідні повітряні маси.

Щоб визначити, чи охолоджується або прогрівається повітряна маса в даному районі, слід протягом декількох днів порівнювати Тмакс (максимальну денну приземну температуру повітря) або Т850 (температуру повітря на рівні 850 гПа, близько 1,5 км над рівнем моря).

Місцевій(нейтральною) повітряною масою називають масу, що знаходиться в тепловій рівновазі зі своїм середовищем, тобто день за днем зберігає свої властивості без істотних змін (Тмакс день у день змінюється не більше ніж на 1 ... 2 °). Таким чином, повітряна маса, що трансформується, може бути і теплою, і холодною, а поПісля завершення трансформації вона стає місцевою.

На карті АТ-850 холодній повітряній масі відповідає улоговина або замкнута область холоду (вогнище холоду), тепла - гребінь або вогнище тепла. Повітряна маса може характеризуватись як нестійкою, так і стійкою рівновагою. Даний поділ повітряних мас враховує один із найважливіших результатів теплового обміну — вертикальний розподіл температури повітря та відповідний вид вертикальної рівноваги. Зі стійкими (УВМ) та нестійкими (НВМ) повітряними масами пов'язані певні умови погоди. Нейтральні (місцеві) повітряні маси в будь-який сезон можуть бути як стійкими, так і нестійкими в залежності від початкових властивостей та напряму трансформації тієї повітряної маси, з якої утворилася повітряна маса.

Стійкість

Стійкій називають повітряну масу, в якій переважає стійку вертикальну рівновагу, тобто в основній її товщі вертикальний температурний градієнт менше вологоадіабатичного. Термічна конвекція в УВМ не розвивається, а динамічна розвинена слабко. Середнє значення вертикального температурного градієнта в УВМ зазвичай менше 0,6 ° / 100 м. Тут зустрічаються шари інверсії та ізотермії (що затримують шари). В УВМ можуть виникати хмари турбулентного обміну — шаруваті та шарувато-купчасті. Якщо ж рівень конденсації лежить вище за верхню межу турбулентного шару, то спостерігається ясна погода. Значних опадів в УВМ не спостерігається, із шаруватих хмар, що досягли значної вертикальної потужності, у ряді випадків можуть випадати опади, що мрячать, а з шарувато-кучових взимку — слабкий сніг. Завдяки слабкому вертикальному обміну, в УВМ зазвичай спостерігаються серпанки, а часом і тумани.

Тепла стійкаповітряна маса над материкамиспостерігається, як правило, в холодну половину року, і вступає в даний регіон у теплих секторах циклонів і північних околицях антициклонів, що примикають до них. В окремих випадках вертикальна потужність шаруватих хмар зростає настільки, що вони перетворюються на шарувато-дощові та починають давати обложні опади. Вертикальний розподіл температури повітря представлено шарами інверсії та ізотермії, або мінімальних температурних градієнтів до висоти 3-4 км.

Холодна стійкаповітряна маса спостерігається над материками, переважно, взимку. Основний тип – морозна безхмарна погода, іноді з радіаційними туманами. Додатковий тип - значна і суцільна шарувата і шарувато-купова хмарність, іноді слабкі снігопади.