Воздушные массы Земли

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.

 

 

Формирование масс

 

 

Воздух, который долгое время находится на какой-то территории начинает изменяться и получает различные физические и химические свойства. Такие районы иногда называют «очагом формирования». Этими очагами, обычно становятся большая территория. В таких местах воздух получает первоначальный запас тепла, «впитывает» пыль и грязи, иногда,  массы переносят семена разных растений, запас влаги и многое другое. Также, в формировании масс непосредственное участие принимает радиационный баланс.

 

 

Движение воздушных масс

 

 

И так, мы узнали, что такое воздушные массы на нашей планете. Теперь давайте поговорим о том, как они перемещаются. Стоит ещё сказать, что движение атмосферы оказывает сильное воздействие на климат местности. 

 

Введём новое понятие: циркуляция атмосферы. По сути, это движение всей атмосферы. Сюда   входят, как локальные ветра, так и муссоны, пассаты и так далее. Течения в атмосфере могут быть небольшими: от 0-100 метров, так и достигать в размерах нескольких десятков километров. Кстати, всё выше перечисленное относится только к тропосфере. Если говорить про другие области воздушной оболочки нашей планеты, например, стратосферу, то там немного всё иначе.

 

Существует ещё и общая циркуляция атмосферы — это такая система, в которой находятся замкнутые движения тропосферы. По масштабам такие движения можно сравнить с целым полушарием, либо же всей планетой. Такое устройство воздушных масс приводит к переносу вещества и энергии из одной области в другую.

 

На нашей планете существует множество разновидностей передвижения воздушной массы. Самые мелкие — это местные ветры, по своим размерам они могут достигать 10-100 метров. Кроме них существуют огромные воздушные массы такие, как циклоны, антициклоны, пассаты, муссоны и так далее. Их размеры достигают нескольких километров. Первое описание циркуляции воздушной массы составили ещё 20 лет назад. Конечно, та схема была довольно просто и содержала ошибки и недочёты, однако, на её основе создали современную схему циркуляции.

 

 

Причины движения воздушных масс

 

 

Существует две основные причины, из-за которых происходит движение. Первая связана с неравномерным нагреванием, а вторая относится к постоянному вращению Земли. Если со второй причиной все понятно, то первая может вызвать затруднения. Солнце нагревает поверхность Земли неравномерно. Где-то тепла получается больше, а где-то меньше. Как известно, тёплый воздух легче холодного, а холодный тяжелее. Из-за движения воздуха, возникает разница в давлении, что приводит к образованию циркуляции тропосферы.  

 

 

Трансформация воздушных масс

 

 

Если воздух попадёт в другие регионы, то его характеристики будут изменятся. Свойства воздушной массы будут зависеть не только от места формирования, но и от новых условий, например, подстилающей поверхности, скорости теплообмена земли с воздухом и так далее. Передвижение воздушных масс может приводить к изменению погоды в регионе.

 

 

 

Воздушные течения

 

 

Неотъемлемой частью движения воздушной массы и циркуляции атмосферы являются воздушные течения. Выделяют устойчивые и неустойчивые течения. К устойчивым можно отнести пассаты — это ветры, которые постоянно дуют в одном направлении. Направлены они у экватору, а начинаются в субтропических лесах. Причём, появляются в обоих полушариях. Кроме пассатов, существуют ещё и муссоны, а также различные течения воздуха. Так, в средних широтах можно встретить множество воздушных течений. Иногда, они образовывают циклон и антициклоны. Эти воронки можно встретить и в тропических широтах. Правда их размеры здесь намного меньше, но скорость больше. Иногда, скорость такой воронки может достигать скорости урагана.

 

 

 

Пассаты

 

 

Как уже говорилось выше, пассат — это ветер, который дует в одном направлении: с берега в море. В разных полушариях — разное направление ветра. Например, в северном полушарии ветер дует преимущественно в северном направлении, а вот а юге, направление ветра юго-восточное.

Интересен тот факт, что над пассатами дуют так называемые антипассаты, которые имеют противоположное направление. Располагаются они в самых высоких слоях тропосферы и нижних слоях стратосферы.

 

 

Циклон

 

 

По сути, циклон — это воронка быстро вращающегося воздуха, которая может занимать в поперечном сечении до нескольких сотен километров. Отличительной чертой циклона является низкое давление, при чём, чем ближе к центру, тем меньше давление. Направление циклона зависит от полушария. Например, в северном полушарии циклоны дуют против часовой стрелки, а вот в южном всё наоборот.

 

 

Антициклон

 

 

Это полная противоположность циклона. В центре тут самое высокое давление. В северном полушарии ветер дует по часовой стрелке, а вот в южном — наоборот. Если при циклоне погода будет пасмурной и дождливой, с сильным ветром, то присутствие антициклона на территории будет свидетельствовать о сухой и безветренной погоде.

 

 

Типы и разновидности воздушных масс

 

 

Все воздушные массы делятся на несколько категорий, каждая категория называется по своему месту формирования. Кроме того, каждую воздушную массу можно разделить на континентальную и морскую.

1. Экваториальная, единственная воздушная масса, которая не делиться на две под категории: континентальную и тропическую.
2. Тропическая
3. Умеренная
4. Арктическая
5. Антарктическая

 

 

Термодинамические свойства воздушных масс

 

 

Помимо все остальных свойств у воздушных масс есть и термодинамические свойства.

 

Выделяют тёплые и холодные массы. Тёплая воздушная масса — это такая воздушная масса, которая теплее окружающей среды в этом районе. Кроме того, при попадании в более холодный район, воздушная масса начинает постепенно остывать. Для холодной массы всё тоже самое, только наоборот.

 

Кстати, под окружающей средой понимается температура окружающего воздуха, подстилающей поверхности, температура других воздушных масс и так далее.

 

 

Другая классификация воздушных масс — это местная, либо как её ещё называют — нейтральная. Это масса, температура которой равна температуре окружающей среды и с течением времени практический не изменяется, либо изменяется на небольшое значение. Любая воздушная масса может стать нейтральной, если попадёт в другую зону. Например, тропическая воздушная масса попадает в более холодные и влажные регионы. Постепенно её температура понижается, а сама масса обогащается влагой, постепенно она станет нейтральной для данного региона.

 

 

Экваториальные воздушные массы

 

 

Самые тёплые и важные — это экваториальные массы. Из-за их высокой влажность, учёные не делят экваториальные воздушные массы на континентальные и морские, так как разница в этом показателе незначительная. Как можно понять из названия, образуются они в экваториальном поясе. Массы могут перемещаться в другие полушария: Северное и Южное. Это возможно, благодаря вращению Земли во круг своей оси. Перемещаясь в другие условия, характеристики воздушной массы начинают меняться.

 

Изменяется количество влаги в воздухе: он становится либо более сухим, либо влажным, всё зависит от того, куда попадут воздушные массы. Перемещение воздушных масс, особенно экваториальных, очень сильно влияет на погодные условия. Например, если бы массы на экваторе находились постоянно, то температура в этом регионе была бы на 20 градусов выше. А вот в умеренных широтах 10 ниже. Как видите, перемещение воздушных масс — это очень полезная вещь.

 

 

Тропические воздушные массы

 

 

Формируются в тропических регионах. Масса может изменятся в течении всего года. Если экваториальные не делят на морские и континентальные, то вот в тропиках континентальные сильно отличаются от морских, так как содержат намного меньше влаги. Морские же наоборот, более влажные и холодные. Бывает так, что морские воздушные массы попадают на континент, в таких случаях, характеристики воздушной массы сильно меняются. Кроме того, изменится и погода в данной области: она станет более холодной и влажной.

 

 

Климат в районах, где преобладают тропические воздушные массы, довольно сухой, обычно выпадает не более 500 миллиметров осадков за год. Температура воздуха может пониматься до 30 градусов летом и 10 градусов зимой. Однако, такие климатические условия характерны не для всех тропических масс. В Калифорнии воздух может прогреваться до 50-60 градусов. Над морями тут постоянно дуют пассаты, из-за этого местный климат называют пассатным.

 

 

Умеренные воздушные массы

 

 

Могут образовываться, как в Северном, так и в Южном полушарии, в умеренных широтах. Учёные разделяют морские и континентальные воздушные массы. Те массы, которые находятся на континенте, обладают довольно низким содержание влаги, кроме того низкой температурой. Температура воздуха в этих массах держится на довольно низком уровне. Если на территорию попадёт континентальная масса, то погода будет холодной, но при этом ясной. А вот вторжение морской массы может принести осадки. Приход морской воздушной массы зимой может привести к изменению погоды в лучшую сторону.

 

У умеренной воздушной массы есть одна особенность: большая протяженность по меридианам. Изменение широты в градусах составляет примерно 20, если идти с юга на север по воздушной массе. Свойства массы на юге и на севере будут сильно отличаться. Из-за такой большой протяжённость учёные решили делить массу на два региона: северная и южная, при этом они являются самостоятельными и делятся ещё на континентальную и морскую каждая.

 

 

Арктические воздушные массы

 

 

Формируются на сервере. Самая яркая черта массы — это очень низкая температура. Также, массы обладают очень маленьким содержанием влаги. Если рассматривать процентное соотношение влаги в континентальной и морской, то во второй воды в воздухе немного больше. Если воздух Арктики попадёт в более низкие широты, то температура окружающей среды быстро понизится.

 

Ровный рельеф способствует быстрому прониканию холодного воздуха в глубины континента. Постепенно двигаясь на юг, его температура повышается, но при этом масса не обогащается влагой. Из-за этого, в южных регионах часто возникает засуха и сухие ветры. Всё это происходит под влиянием северных воздушных масс. Ярким примером такого региона является Западная Сибирь. Что касается Европы, то воздух с Арктики может достигнуть даже Средиземного моря. Однако, путь к югу им преграждают Альпы. В Америке, из-за равнинной местности, воздушные массы свободно доходят до Флориды. Тем самым, они изменяют погоду в данном регионе.

 

 

Антарктические воздушные массы

 

 

Появляются в Антарктике, как и все делятся на континентальные и морские. Воздушные массы, которые расположены на берегу имеют самую низкую на планете температуру, морские же более тёплые и влажные. До материков континентальные воздушные массы не доходят, так как Антарктида довольно сильно удалена от других материков. Морские же воздушные массы имеют намного больше шансов достичь побережья Южной Америки, либо берегов Австралии, тем самым устраивая в этих землях сильные похолодания.