Воздушные массы

Изменение свойств

Своим перемещением воздушные субстанции оказывают прямое влияние на климат и погодные изменения. Например, причина климатического похолодания заключается в затоке холодной массы из северных широт в более теплые воздушные объекты.

Но несмотря на то что свойства воздушных масс связаны с происхождением субстанций, они зависимы и от текущего местонахождения объекта, причем в гораздо большей степени.

При формировании закладываются первичные свойства, которые впоследствии сохраняются только частично. В процессе движения объектов характеристики воздушных масс изменяются или, выражаясь более научно, трансформируются.

Переместившись над поверхностью, свойства которой отличаются от параметров очага возникновения, субстанция меняется:

• становится суше или увлажняется;
• остывает или нагревается.

Объяснить, что такое трансформация воздушных масс, можно на следующем примере. Формирование воздуха полярного типа частично происходит в центральных циклонах высоких широт, размещающихся в верхних атмосферных слоях и отвечающих таким условиям, как:

• малоподвижность;
• обширность;
• глубина.

В верхних слоях тропосферы тропический воздух втягивается в высокие широты. В барических системах с такими характеристиками он трансформируется или, проще говоря, превращается в умеренный. То есть, попадая в очаг происхождения холодного полярного воздуха, теплый тропический охлаждается и преображается в умеренный.

Изменение свойств объекта происходит только при попадании в пространство над территорией, которая по своим параметрам отличается от места происхождения субстанции. При нахождении в области возникновения характеристики воздушной массы остаются неизменными.

Изначальные свойства объекта хотя и не постоянные, но довольно долгоиграющие. Именно поэтому при проникновении в пространство над новой территорией прибывшая воздушная масса некоторое время будет господствующей — т. е. именно ее свойствами будет определяться погода в этой области до тех пор, пока не завершится процесс трансформации.

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.

Не нашли ответ?
Просто напиши,с чем тебе нужна помощь

Мне нужна помощь

Атмосферные фронты и их характеристика

На границе двух воздушных масс формируются атмосферные фронты.

Определение

Атмосферный фронт — переходная зона между двумя прилегающими воздушными массами с различными свойствами.

Плоскость атмосферного фронта называют фронтальной поверхностью. Термин «линия фронта» обозначает линию ее пересечения с земной поверхностью.

В высоту атмосферные фронты достигают 3-5 км. Они передвигаются, причем их движение сопровождается усилением ветра, ростом облачности, выпадением осадков.

По циркуляционной значимости и пространственной протяженности различают следующие виды атмосферных фронтов:

• основные (тропосферные, высокие). Данные фронты служат разделом для воздушных масс разного географического происхождения. Их движение находится в зависимости от времен года. Горизонтальная протяженность основного фронта — несколько тысяч километров;
• вторичные (приземные, низкие). Разделяют две воздушные массы с различными свойствами, но сходным происхождением. Вторичные фронты существуют около 1-2 суток, находятся в основном у поверхности Земли;
• верхние. Размещаются на высотах как самостоятельные фронты или части основных и вторичных фронтов и отсутствуют у поверхности.

Фронты разделяют по географическим признакам:

• арктический (разделяет арктические и умеренные воздушные массы северного полушария);
• умеренный (делит северную и южную умеренные воздушные массы);
• полярный (разграничивает южную умеренную и тропическую воздушные массы);
• пассатный (находится между двумя массами тропического воздуха – старым тропическим воздухом и новым, который образовался посредством трансформации воздуха умеренных широт;
• внутритропическая зона конвергенции (узкая область сходимости между пассатами Северного и Южного полушарий).

Данные фронты являются также основными.

В соответствии с особенностями перемещения, вертикального строения и условий погоды выделяют:

• теплые фронты — перемещаются в направлении более холодного воздуха. За ними движется теплая воздушная масса;
• холодные фронты — передвигаются в сторону более холодного воздуха. За ними следует холодная воздушная масса;
• малоподвижные (квазистационарные) фронты — длительное время остаются на месте;
• фронты окклюзии — сложный вид фронтов, который влечет за собой сильные восходящие воздушные потоки и образование протяжной области облачности и осадков.

Часто в зонах атмосферных фронтов развиваются атмосферные вихри — циклоны и антициклоны. Циклоны имеет низкое давление в центре, а антициклоны — высокое. Первые обычно приносят потепление и осадки зимой, похолодание и дождь летом, вторые — морозную ясную погоду зимой и сухую малооблачную — летом.

Выводы:

Виды и типы воздушных масс

Воздушные массы зависят от места формирования, от температуры, от вида подстилающей поверхности.

Термодинамическая классификация

По термодинамическому признаку воздушные массы подразделяют на три вида.

1. Тёплой называется воздушная масса, чья температура превышает температуру окружающей среды. Охлаждаясь, она стремится уравновеситься. Воздушная масса холодная, если в конкретной области происходит повышение её температуры.
2. Нейтральная (местная) воздушная масса находится в термодинамическом равновесии со средой, окружающей её. Несущие холодный и тёплый воздух массы превращаются в местные, постепенно трансформируясь в определённом регионе.
3. Массы воздуха бывают морские и континентальные. Это зависит от характера территории их образования.

Очаг формирования морских масс возникает над поверхностью океана, поэтому их воздух насыщен влагой. Возникновение континентальных воздушных масс происходит над сушей материков, в связи с чем их воздух сухой и запылённый.

Географическая классификация

Возникновение воздушных масс происходит в разных широтах планеты. Исходя из этого, их подразделяют географически на четыре типа:

1. Экваториальные. Очаг формирования таких масс находится в районе экватора и близлежащих широтах. Характеризуются температурами от 20 °С и повышенным показателем влажности. При перемещении с океана на сушу происходит выпадение осадков в виде дождей.
2. Тропические. Образуются в широтах тропиков. Для них характерны повышенные температуры. Континентальный воздух сухой и запылённый. А морской влажный.
3. Умеренные. Возникают в пределах от 45 до 65 градусов северной широты. Сформированные над континентом зимой они являются сухими и холодными, а летом их температура и влажность значительно выше. Воздух морских масс увлажненный и низкотемпературный постоянно.
4. Арктические и антарктические. Появляются в широтных поясах, близких к полюсам. Имеют пониженную температуру и влагосодержание. Континентальные суше, морские более влажные.

Что включает в себя понятие (термин) «воздушные массы»: что означает, краткая характеристика

Воздушная масса — значительная по размерам совокупность всех воздушных ресурсов планеты, которая располагается в ближайшей для человека области атмосферы планеты Земля — тропосферном пространстве. Воздушная масса характеризуется горизонтальной и вертикальной протяженностью, по горизонтали они протягиваются в несколько сотен км, а по вертикали протягиваются в километры. Еще одной характеристикой воздушной массы можно считать приблизительную равномерность температурного режима, а также одинаковое содержание влаги в горизонтальном пространстве воздушных масс.  

Равномерность как одна из характеристик этого земного явления стала возможной при помощи образования данных масс над равномерной поверхностью Земли, что находится во взаимовлиянии с атмосферой, в похожих требованиях гармонии тепла и уровня радиации.

Стоит понимать, что нужно создать все условия для циркуляции воздушных масс, в которых она могла бы продолжительное время располагаться в районе образования. Показатели составляющих метеорологии в области формирования этого явления изменяются совсем немного, практически никак — исследования показывают, что метеорология практически не влияет на процесс образования воздушной массы. Резкие изменения происходят только в районах, где наблюдается изменение типа воздушной массы. Такой район носит название района атмосферного фронта.

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

Вот какие элементы могут образовываться в тропосферном пространстве в итоге взаимовлияния воздушной массы — области переходного состояния, фронтальные облака, разные виды осадков, волнения в циклонах.  Все эти элементы эквиваленты по всем характеристикам воздушной массе, они могут существовать в период больше двух дней.

Местами образования воздушной массы могут считаться области, в которых воздушные ресурсы снижаются, а после начинают расширяться по горизонтали — так же происходит формирование антициклона. Основное отличие циклонов от антициклонов заключается в том, что они обычно мало передвигаются в пространстве, из-за этого образование воздушной массы часто случается именно в области антициклона.

Можно говорить о том, что местом образования также могут быть практически не двигающиеся и разъединенные зоны небольшого атмосферного давления, которые появляются обычно в местах на земле, которые больше всего нагреваются. Северные воздушные массы формируются в самых верхах земной атмосферы. Обычно местом образования служат самые не двигающиеся циклоны высокой широты. Именно здесь существует возможность формирования воздуха тропиков.

Массы воздуха обычно имеют классификацию по месте образования — в каком поясе широт происходит образование. По данной типологии в географии, такое явление возможно разделить на виды по области широт, где находятся места формирования. Так выделяют:

1. Арктическая воздушная масса.
2. Умеренная воздушная масса.
3. Тропическая воздушная масса.
4. Экваториальная воздушная масса.

Также можно говорить о том, что все эти типы можно разделить на массы, которые образуются на континенте, а, значит, носят название континентальных, а также на массы, которые образуются над морями, а, значит, носят название морских.

Самой протяженной массой воздуха является умеренная. По данным исследований, у данного типа воздушной массы можно выявить сильные отличия в разных областях планеты. Так умеренный воздух на севере сильно отличается от того же на юге. Из-за таких различий многие ученые выделяют два типа умеренных воздушных масс — северный и южный тип.

Массы воздуха — совокупность воздушных ресурсов, которые находятся в тропосферном пространстве. Они образуются над конкретными землями, климат которых делает воздушные массы уникальными. Обязательным фактором образования масс являются равномерность тепла и радиации. Размеры горизонтальные — сотни км, в то время как высота их составляет 20 км.

Все ВМ разделены точными пределами. Показатели из области метеорологии почти не меняют показатели ВМ. Единственная перемена случается только в месте, где встречаются два типа воздуха.

Что такое воздушные массы?

Нашу планету окружает со всех сторон атмосфера, которая, в свою очередь, делится на несколько слоёв. Нас интересует самый нижний — тропосфера. Именно тут располагаются воздушные массы.

По сути, воздушные массы — это подвижные части тропосферы, которые передвигаются по планете. Их размеры настолько огромны, что площадь масс можно сравнить с площадью целой страны, а иногда и материка. Воздух передвигается, как одно целое, поэтому его и называют одной целой массой. Двигаются очень медленно, могут задерживаться на одном месте довольно продолжительное время.

Другим отличительным качеством воздушны масс является то, что их свойства не меняются на всём протяжении. Что это значит? Часть тропосферы, которую выделили в отдельную воздушную массу обладает некоторыми качествами. Среди них: температура, влажность и даже количество пыли в воздухе. Так вот, при горизонтальном смещении воздух не меняет своих свойств. Например, над пустыней Сахара расположена некая воздушная масса. На севере и на юге пустыни воздух будет обладать одинаковыми свойства. Однако, при движении вверх и вниз свойства будут меняться, особенно сильно, это отражается на температуре.

Что касается границ между двумя массами, то чаще всего они представляют узкую границу, но бывают и расплывчатые границы.

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

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.

Типы воздушных масс

Понятие о воздушных массах впервые было введено в метеорологическую литературу и в практику прогнозов погоды Т. Бержероном, который предложил двойную классификацию воздушных масс, а именно:

1. Географическую, в основу которой положены главные очаги формирования воздушных масс, описанные в предыдущем разделе.
2. Термодинамическую, в основу которой положены влияния, испытываемые воздушными массами при движении от очага своего формирования.

Термодинамический классификация включает два главных типа воздушных масс, а именно:

• Холодные воздушные массы, или воздух, более холодный, чем подстилающая поверхность. Воздушная масса этого типа поглощает тепло снизу, и температура в ней падает с удалением от поверхности.
• Тёплые воздушные массы, или воздух, более тёплый, чем поверхность, по которой он перемещается. Воздушная масса этого типа отдаёт тепло подстилающей поверхности; она охлаждается снизу, и вертикальный температурный градиент в ней возрастает с высотой.

Географическая классификация относится скорее к интегральному результату всех процессов, ведущих к формированию более или менее однородных воздушных масс при продолжительном пребывании их в районах основных очагов. Термодинамическая классификация по существу своему дифференциальна и относится к ближайшему во времени развитию, которое привело к образованию облаков, осадков и других преходящих явлений внутри воздушных масс.

Описанные здесь две классификации дополняют друг друга. Так, например, термин «холодный морской полярный воздух» указывает на то, что воздушная масса, полярного происхождения перемещается над океаном, который теплее воздуха

Приняв во внимание сезон и время, в течение которых эта воздушная масса находилась под действием моря, увидим, что упомянутый термин описывает определённый тип явлений погоды, характерных для воздушной массы в целом

Факторы, определяющие климат России

Территория нашего государства расположена преимущественно в высоких и средних широтах. Такое расположение является причиной достаточно суровых погодных условий. По этой же причине наблюдается четкая сезонность времен года и длинные, морозные зимы.

Несмотря на отсутствие прямого выхода, значительно влияет на климатические условия Атлантический океан. Он регулирует движение масс воздуха в пределах широт с умеренным климатом, т. е. на большей территории нашего государства.

Европейская территория России лишена значительных горных систем, поэтому атлантические массы воздуха проникают сюда вплоть до Верхоянского хребта. Воздух Атлантики смягчает зимние морозы и вызывает похолодание и осадки летом, выравнивая температурную разность между сезонами.

Изменение ВМ

В процессе собственного движения многие потоки воздуха меняются по собственным характеристикам. В таком случае убирается зависимость только от места образования воздушной массы — к ней прибавляется влияние ближайших потоков, характеристики территории, над которой формируется поток, временного промежутка создания массы. Из-за этого могут быть преобразованы показатели влажности, температурного режима.

Процедура преобразования характеристик ВМ носит название трансформации. Динамический характер преобразования проявляется у тех масс, которые трансформируются в процессе передвижения. Различия в скоростных показателях потоков на различной высоте способствуют появлению турбулентности (то есть смешивание турбулентного характера). В случае, когда нижние воздушные слои начинаются греться, тогда появляется смешивание конвективного характера. Как правило, преобразование потоков длится до недели. Понять, что трансформация потоков закончилась, возможно только по стабилизации температурных режимов как на земле, так и в небе.

Движение и циркуляция. Смена воздушных масс

Воздушная масса не остаётся в той области, где сформировалась. Под влиянием непостоянства циркуляционных условий она начинает перемещаться и трансформироваться.

Течение воздушных масс носит глобальный характер, ведь их формирование и движение охватывает океаны, континенты, обширные участки планеты. Таким образом совокупность воздушных масс составляет атмосферную циркуляцию планеты.

На процессы циркуляции в атмосфере главным образом влияет солнечная энергия. Причём на все участки планеты эта энергия действует по-разному из-за неоднородности подстилающей поверхности. Отсюда и разница температур. Обладающий высокой плотностью холодный воздух создаёт повышенное давление и всегда стремится в более тёплую область с разреженным воздухом.

Во время перемещения из одной области в другую воздушная масса меняет свои свойства. Это зависит от того, над какой территорией она проходит, с какими воздушными массами граничит и от того, сколько времени прошло с момента её формирования. Причем скорость перемещения воздуха внутри массы непостоянна и разнится с высотой. Таким образом возникает турбулентное перемешивание.

Перемена свойств воздушной массы зовётся её трансформацией или сменой. Она длится от трёх до семи дней и считается завершённой при установлении постоянной среднесуточной температуры во всех слоях массы день за днём. Таким образом формируется новая воздушная масса.

Классификация воздушных масс

Разделение воздушных масс основывается на их термодинамических свойствах и очагах формирования.

Какими бывают газообразные состояния

Согласно термодинамической классификации воздушные массы подразделяют на:

• холодные (отличаются более низкой температурой, чем окружающий воздух, перемещаются на более теплую поверхность, вызывая похолодание);
• теплые (имеют температуру выше окружающего воздуха, двигаются с более теплой поверхности в район более холодной и приносят потепление);
• местные или нейтральные (пребывают в состоянии теплового равновесия с окружающей средой, то есть не изменяют свойств; теплые или холодные массы воздуха становятся местными после трансформации).

Относительно устойчивости выделяют две группы воздушных масс. В устойчивых отсутствуют условия для формирования восходящих движений воздуха (конвекции), часто образуются инверсионные и изотермические слои. Это, как правило, теплые воздушные массы. Такими они становятся в двух случаях:

• если воздух малоподвижный, а подстилающая поверхность охлаждается (радиационный процесс);
• при движении теплого воздуха над холодной поверхностью (адвективный процесс).

Охлаждение нижнего слоя воздушной массы приводит к процессу конденсации водяной пары. Для устойчивых воздушных масс в холодный период года характерно возникновение слоистых и слоисто-кучевых туч, тумана, дымки. Для теплого периода года свойственна безоблачная погода в дневное время, и возникновение тумана, дымки ночью и утром.

Неустойчивые воздушные массы обладают условиями для развития восходящих движений воздуха. Неустойчивость характерна для холодных масс. Данное свойство они приобретают при следующих обстоятельствах:

• если воздух летом малоподвижен, а поверхность под ним прогревается (инсоляционный процесс);
• при движении холодного воздуха над теплой землей (адвентивный процесс).

Типичным для неустойчивых воздушных масс является формирование крупных кучевых и кучево-дождевых облаков, приносящих ливневые дожди и грозы. В теплое время года этот процесс чаще происходит над сушей во второй половине дня, а над водной поверхностью — ночью. В холодный период года образование значительной облачности кучевого типа, выпадение сильных осадков более характерно для океанов и морей, чем для внутриматериковых областей.

Типы воздушных масс классифицируют и в соответствии с географическим очагом их формирования (климатическим поясом). Но поскольку каждый из этих типов образуется в рамках своего пояса как над сушей, так и над и водной поверхностью, отличающимися своими физико-географическими характеристиками, существуют и подтипы — морские и континентальные. 

Таким образом, согласно географической классификации выделяют следующие типы воздушных масс:

1. Экваториальные. Образуются на экваторе, отличаются высокими показателями температуры (+24 — +28 °С). Насыщенные влагой, поэтому круглый год приносят обильные осадки. Не подразделяются на морские и континентальные. 
2. Тропические. Формируются в тропических широтах. Характеризуются высокими температурными показателями. Морские тропические воздушные массы влажные, с высокими летними температурами (+20 — +27 °С), которые снижаются в зимний период (+10 — +15 °С). Континентальные же в тропиках сухие, запыленные, их средние температуры от +26 до +40 °С.
3. Умеренные. Район формирования — умеренные широты (от 45° до 65° северной широты). Умеренные континентальные воздушные массы летом сухие и теплые, а зимой — сухие и холодные, вызывают морозную, но ясную погоду. Морские влажные, с относительно теплой температурой, способствуют похолоданию и дождливой погоде летом и оттепелям зимой.
4. Арктические и антарктические. Образуются в полярных широтах соответственно Северного и Южного полушарий. Сухие, прозрачные и очень холодные, они приносят значительное похолодание. Морской тип в данном случае более влажный, чем континентальный. 

В переходных климатических поясах осуществляется смена воздушных масс в зависимости от времени года. Они приходят из соседних основных поясов: зимой — из северного, а летом — из южного.