Наблюдение за климатом и погодными явлениями получило наибольшее распространение в XIX столетии. Исследования были нужны метеорологам для формирования синоптических карт, помогавших установить распространение по миру ветров, осадков, температурных режимов и атмосферного давления.

Итогом таких наблюдений стало объективное представление о воздушных массах, что позволило составлять достаточно точные прогнозы погоды.

Что такое воздушные массы?

Под воздушными массами понимают большие объемы воздуха, которые располагаются в нижних атмосферных слоях. Их высота обычно составляет 2–3 километра, а длина может достигать нескольких сотен, а то и тысяч километров.

На всем своем протяжении они характеризуются равномерной температурой и уровнем влажности, однако во время движения способны менять свои свойства. Граница между двумя воздушными массами носит название «атмосферный фронт» и отличается разницей в температурных режимах.

Как формируются воздушные массы?

У любой массы воздуха есть свой очаг. Как правило, он представляет собой географический регион, где воздух сначала опускается, а затем расходится горизонтально. Процесс образования воздушных масс осуществляется в малоподвижных областях, таких как антициклоны.


В отдельных случаях способны возникать и в циклонах, но при условии, что те малоподвижны и находятся в широтах выше экватора.

Какие бывают виды воздушных масс?

Перечень разновидностей воздушных масс довольно обширен и различается согласно термодинамике и очагу образования. Если говорить о географическом распределении, то массы воздуха подразделяются на континентальные, образующиеся над поверхностью суши, и морские, формирование которых осуществляется над Мировым океаном. И те, и другие можно разделить на типы в зависимости широты, на которой находятся очаги. К таковым относятся арктический или антарктический воздух, умеренные, тропические и экваториальные массы.

По термодинамике они бывают теплыми, холодными или местными. К теплому или холодному относят воздух, который обладает более высокой (или более низкой) температурой в сравнении с окружающей средой. Пытаясь достичь баланса, со временем в зависимости от своей температуры он охлаждается или нагревается.


Местными считаются массы, которые находятся в температурном равновесии с окружающей средой и сохраняют подобный баланс на протяжении длительного периода времени. Изначально все массы являются теплыми или холодными, а после трансформации преобразуются в местные.

Еще одна классификация разделяет массы воздуха на устойчивые и неустойчивые. Первые отличаются постоянным вертикальным равновесием и вызывают появление дымки или . Над континентами они чаще всего появляются в зимний период, однако в зависимости от термодинамики могут приводить к разнообразным погодным явлениям. Так, теплые массы приносят дожди, холодные – безоблачную погоду.

Неустойчивый воздух отличается наличием в своей толще повышенной влажности, формирующей конвективные облака. Над поверхностью суши он наблюдается в летний сезон и приносит ливневые дожди и грозы.

Каковы свойства воздушных масс?

Основные свойства масс воздуха – температура и влажность. Если рассматривать их циркуляцию на примере России, то арктические массы, образующиеся в полярных широтах, на территории нашей страны отличаются низким температурным режимом, высокой относительной и низкой абсолютной влажностью на протяжении всего года.


Умеренные массы господствуют в умеренном поясе и меняют свои свойства от сезона к сезону. Летом они теплые и влажные, зимой – наоборот, прохладные и сухие. Частично на российской территории присутствуют тропические массы с высокой температурой. Их относительная влажность всегда имеет низкие показатели, тогда как абсолютная варьируется по месту формирования.

Воздушные массы - это подвижные части тропосферы, отличающиеся друг от друга своими свойствами - температурой, прозрачностью. Эти свойства воздушных масс зависят от той территории, над которой они формируются при условии длительного пребывания. В зависимости от формирования различают 4 основных типа воздушных масс: (), тропические и . Каждый из этих четырех типов формируется над пространством суши и моря. Так как суша и море нагреваются в разной степени, то в каждом из этих типов могут образовываться и подтипы - континентальные и морские воздушные массы.

Арктический (антарктический) воздух формируется над ледяной поверхностью полярных широт; характеризуется низкими температурами, малым содержанием влаги, при этом морской арктический воздух более влажен, чем континентальный. Вторгаясь в низкие широты, арктический воздух значительно понижает температуру. Равнинный рельеф способствует его проникновению далеко в глубь материка. Подобное явление можно наблюдать . По мере продвижения на юг арктический воздух нагревается и способствует образованию суховеев, которые вызывают частые в этом районе засухи.

Умеренные воздушные массы формируются в умеренных широтах. Континентальные умеренные воздушные массы зимой сильно охлаждены. Они отличаются небольшим содержанием влаги. С вторжением континентальных воздушных масс устанавливается ясная морозная . Летом континентальный воздух сух и сильно нагрет. Морские воздушные массы умеренных широт влажные, умеренной ; зимой приносят оттепели, летом - пасмурную погоду и похолодание.

Тропические воздушные массы круглый год формируются в тропиках. Обычно морская их разновидность отличается высокой влажностью и температурой, а континентальная - запыленностью, сухостью и еще более высокой температурой.

Экваториальные воздушные массы образуются в экваториальной зоне. вокруг своей оси способствует перемещению воздушных масс то в Северное полушарие, то в Южное. Эти воздушные массы характеризуются высокой температурой и большой влажностью, и для них нет четкого деления на морские воздушные массы и континентальные.

Образующиеся воздушные массы неизбежно начинают перемещаться. Причиной этого является неравномерный нагрев земной поверхности и, как следствие, разность . Если бы не происходило движение воздушных масс, то на экваторе среднегодовая температура была бы на 13° выше, а на широтах 70° - на 23° ниже, чем в настоящее время.

Вторгаясь в районы с иными тепловыми свойствами поверхности, воздушные массы постепенно трансформируются. Например, морской умеренный воздух, поступая на сушу и продвигаясь в глубь материка, постепенно нагревается и иссушается, превращаясь в континентальный. Трансформация воздушных масс особенно характерна для умеренных широт, в которые время от времени вторгается теплый и сухой воздух из широт и холодный и сухой - из приполярных.

Воздушные массы

Воздушные массы -- большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы -- тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.

Рис.7.

Однородность свойств воздушной массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного баланса. Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно циркулировала бы в регионе формирования. Значения метеорологических элементов в пределах воздушной массы меняются незначительно -- горизонтальные градиенты малы. Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне между двумя воздушными массами -- зоне атмосферного фронта. Объекты, возникающие в тропосфере в результате взаимодействия воздушных масс -- переходные зоны (фронтальные поверхности), фронтальные облачные системы облачности и осадков, циклонические возмущения, имеют тот же порядок величины, что и сами воздушные массы -- сравнимы по площади с большими частями материков или океанов, время их существования -- более 2-х суток. Очагами формирования воздушных масс обычно бывают регионы, где воздух опускается, а затем распространяется в горизонтальном направлении -- этому требованию отвечают антициклонические системы. Антициклоны чаще, чем циклоны, бывают малоподвижными, поэтому формирование воздушных масс обычно и происходит в обширных малоподвижных (квазистационарных) антициклонах. Кроме того, требованиям очага отвечают малоподвижные и размытые термические депрессии, возникающие над нагретыми участками суши. Наконец, формирование полярного воздуха происходит частично в верхних слоях атмосферы в малоподвижных, обширных и глубоких центральных циклонах в высоких широтах. В этих барических системах происходит трансформация (превращение) тропического воздуха, втянутого в высокие широты в верхних слоях тропосферы, в умеренный воздух. Воздушные массы классифицируют, прежде всего, по очагам их формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов. Согласно географической классификации, воздушные массы можно подразделить на основные географические типы по тем широтным зонам, в которых располагаются их очаги:

· Арктический или антарктический воздух (АВ),

· Умеренный воздух (УВ),

· Тропический воздух (ТВ),

· Экваториальный воздух (ЭВ).

Данные воздушные массы, кроме того, можно подразделять на океанические (м) и континентальные (к). Как показывает практика, поскольку умеренная воздушная масса имеет значительную меридиональную протяжённость (в СНГ примерно от 45-48° до 60-65° северной широты), её термические (и другие) свойства значительно различаются в северной и в южной частях этой обширной географической зоны, поэтому правильнее подразделить умеренную ВМ на две самостоятельные -- северную умеренную (СУВ) и южную умеренную (ЮУВ).

ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ -- это подвижные части тропосферы, отличающиеся друг от друга своими свойствами -- температурой, влажностью, прозрачностью. Эти свойства воздушных масс зависят от той территории, над которой они формируются при условии длительного пребывания. В зависимости от географического очага формирования различают 4 основных типа воздушных масс: арктические (антарктические), умеренные, тропические и экваториальные. Каждый из этих четырех типов формируется над пространством суши и моря. Так как суша и море нагреваются в разной степени, то в каждом из этих типов могут образовываться и подтипы -- континентальные и морские воздушные массы. Образующиеся воздушные массы неизбежно начинают перемещаться. Причиной этого является неравномерный нагрев земной поверхности и, как следствие, разность атмосферного давления. Если бы не происходило движение воздушных масс, то на экваторе среднегодовая температура была бы на 13° выше, а на широтах 70° -- на 23° ниже, чем в настоящее время. Вторгаясь в районы с иными тепловыми свойствами поверхности, воздушные массы постепенно трансформируются. Например, морской умеренный воздух, поступая на сушу и продвигаясь в глубь материка, постепенно нагревается и иссушается, превращаясь в континентальный. Трансформация воздушных масс особенно характерна для умеренных широт, в которые время от времени вторгается теплый и сухой воздух из тропических широт и холодный и сухой -- из приполярных. Большие массы воздуха в тропосфере, соизмеримые по размерам с материком или океаном и обладающие более или менее одинаковыми свойствами (температурой, влажностью, прозрачностью, содержанием пыли и т.п. - прим. от geoglobus.ru), называются воздушными массами. Они простираются вверх на несколько километров, достигая границ тропосферы. Воздушные массы перемещаются из одних районов земного шара в другие, определяя климат и погоду на данной территории. Каждая воздушная масса обладает свойствами, характерными для района, над которым она сформировалась. Перемещаясь на другие территории, она несёт с собой свой режим погоды. Но проходя над территорией с иными свойствами, воздушные массы постепенно изменяются, трансформируются, приобретая новые качества. В зависимости от регионов образования различают четыре типа воздушных масс: арктические (в Южном полушарии -- антарктические), умеренные, тропические и экваториальные. Все типы делятся на подтипы, обладающие своими характерными свойствами. Над материками формируются континентальные воздушные массы, а над океанами -- океанические. Смещаясь вместе с поясами атмосферного давления в течение года, воздушные массы занимают не только постоянные пояса своего пребывания, но по сезонам господствуют в соседних, переходных климатических поясах. В процессе общей циркуляции атмосферы воздушные массы всех типов связаны между собой. Воздушные массы, которые перемещаются с более холодной земной поверхности на более тёплую и которые имеют более низкую температуру, чем окружающий воздух, называют холодными воздушными массами. Они приносят похолодание, но сами прогреваются снизу от тёплой земной поверхности, при этом образуются мощные кучевые облака и выпадают ливневые дожди. Особенно сильные похолодания происходят в умеренных широтах при вторжении холодных масс из Арктики и Антарктиды - прим. от geoglobus.ru. Холодные воздушные массы иногда достигают южных районов Европы и даже Северной Африки, но чаще всего задерживаются горными хребтами Альп. В Азии арктический воздух свободно распространяется на обширные территории, до горных хребтов южной Сибири. В Северной Америке горные хребты расположены меридианально, поэтому холодные арктические воздушные массы проникают до Мексиканского залива. Массы воздуха, имеющие более высокую температуру, чем окружающий воздух, и приходящие на более холодную земную поверхность, называются тёплыми воздушными массами. Они приносят потепление, а сами охлаждаются снизу, при этом образуются слоистые облака и туманы. Летом тёплые тропические воздушные массы из Северной Африки проникают иногда до северных районов Европы и существенно повышают температуру (иногда до +30 °С). Местной, или нейтральной, воздушной массой называют массу, находящуюся в тепловом равновесии со своей средой, то есть день за днём сохраняющую свои свойства. Изменяющаяся воздушная масса может быть и тёплой и холодной, а по завершении трансформации она становится местной. Там, где встречаются воздушные массы разных типов, образуются атмосферные фронты.

Рис.8.Типы атмосферных фронтов

Умеренные воздушные массы формируются в умеренных широтах. Те из них, что образуются над континентом, зимой отличаются низкой температурой и низким содержанием влаги и приносят ясную и морозную погоду. Летом континентальные умеренные воздушные массы сухие и жаркие. Умеренные воздушные массы, сформировавшиеся над океаном, тёплые и влажные. Зимой они приносят оттепели, а летом -- похолодание и осадки. Арктические и антарктические воздушные массы формируются над ледяной поверхностью полярных широт. Для них характерны низкая температура и небольшое количество влаги. Они значительно понижают температуру тех районов, куда вторгаются. Летом, продвигаясь в центр Евразии, эти воздушные массы постепенно нагреваются, ещё больше иссушаются и становятся причиной суховеев в южных областях Западно-Сибирской низменности. Тропические воздушные массы жаркие в любое время года. Морской подтип тропических воздушных масс отличается высокой влажностью, а континентальный -- сухостью и запылённостью. Над океанами в тропиках весь год господствуют пассаты - прим. от geoglobus.ru. Для воздушных масс, формирующихся в этих районах, характерны умеренно высокие температуры от +20 до +27 °С летом и нежаркие -- до +10 +15 °С зимой. В районах тропических пустынь над материками образуются крайне сухие воздушные массы со средними температурами +26 +40 °С. Экваториальные воздушные массы формируются в экваториальных широтах. Они обладают высокой температурой и высокой влажностью независимо от того, где они сформировались - над материком или над океаном. Средние температуры экваториальных воздушных масс во все месяцы года заключаются с пределах от +24 до +28 °С. Поскольку испарение в этих районах велико, велика и абсолютная влажность, а относительная влажность даже в самые сухие месяцы года выше 70%.

Воздушные массы — это подвижные компоненты , которые отличаются друг от друга влажностью и температурой. Их разделяют на континентальные и морские. Морские воздушные массы образуются над мировым океаном и они более влажные чем континентальные, котороые формируются над сушей.

Формирование воздушных масс зависит от климатических поясов. При перемещении воздушных масс на новые территории они сохраняют первичные им характеристики. Таким образом они формируют погоду на тех территориях, где они находятся. Если сказать грубо, их делят на Циклоны и Антициклоны .

Воздушные массы

Арктические воздушные массы образуются над Северным Ледовитым океаном, а зимой могут образоваться и над севером материков Евразия и Северной Америки. Они имеют низкую температуру, малую влажность и повышенную прозрачность воздуха. При передвижении арктических масс в умеренные широты можно заметить резкое похолодание. Можно заметить ясную и погоду. Со временем воздушная масса обретает те характеристики, которые присущие в умеренных широтах. Континентальные арктические воздушные массы образуются над ледяной Арктикой и над северным побережьем материков. Характеристики схожие с предыдущими массами, однако влажность воздуха еще меньшая.

Морские арктические воздушные массы образуются в более теплых климатических условиях. Над свободной от льда водным покрытием. Такие массы имеют более высокую температуру воздуха с предыдущими воздушными массами и содержат больше влаги. Передвижение такие масс в умеренные широты зимой иногда вызывают потепление.

Умеренные (полярный воздух) воздушные массы возникают в умеренных широтах и проникают в полярные и в субтропические широты. Континентальные умеренные воздушные массы зимой имеют ясную погоду с крепкими морозами, а летом теплую дождливую погоду. Морские умеренные приносятся западными ветрами. Они имеют высокую влажность.

Тропические воздушные массы имеют высокую температуру воздуха. Континентально-тропические воздушные массы имеют высокую сухость и запыленность, а морские тропические воздушные массы высокую влажность.

Экваториальные воздушные массы имеют теплый и влажный воздух. Те которые образуются над сушей и водой имеют одинаковые характеристики.

Все эти передвижения создают циркуляцию воздуха на планете Земля.

Воздушные массы постоянно находятся в движении. Между воздушными массами зачастую образуются резкие границы, некие переходные зоны шириной в несколько километров. Такие зоны называют атмосферными фронтами и имеют неустойчивую температуру, влажность, скорость и направление ветра. Пересечение такого фронта с поверхностью земли называют линией атмосферного фронта .

В области атмосферных фронтов образуются обширные облачные образования, которые простираются на тысячи километров. В таких зонах выпадают осадки. Они возникают из-за быстрого охлаждения теплого воздуха холодным. (рис.1).

Рисунок — 1

Таблица циркуляции воздуха представлена в виде рисунка (рис.2), где видно какие ветра и куда дуют.
Рисунок — 1

Воздушная масса – крупный объем воздуха в тропосфере, обладающий определенными общими свойствами (связанными с районом формирования воздушных масс) и движущийся как одно целое в одном из течений общей циркуляции атмосферы.

По влажности воздушные массы делятся на относительно сухие и относительно влажные. Приход тех или иных воздушных масс в регион сопровождается не только их трансформацией, но и изменением режима погоды: резким или постепенным в зависимости от скорости их перемещения и степени контрастности прежних и новых условий.

Воздушные массы различают по месту их формирования:

Арктические (антарктические) воздушные массы образуются в приполюсных областях от 90° до 66-55º с/ю.ш. зимой и до 70-66º с/ю.ш. летом. Температура в районе их формирования низкая, поэтому для них характерные низкие температуры, даже летом они не поднимаются выше +5ºС, и малая влажность, т.к. испарение воды при низких температурах незначительно. Таким образом, Арктические воздушные массы (АВм) содержат холодный и сухой воздух.

Умеренные воздушные массы образуются между 66-40º с/ю.ш. летом и 66-30º зимой. Для этих широт характерны разные термические условия лета и зимы. Влагосодержание воздушных масс будет различаться в зависимости от того над сушей или морем шло формирование воздушных масс.

Различают морские и континентальные Умеренные воздушные массы (мУВм и кУВм). Первые отличаются повышенной влажностью, а вторые, наоборот, сухостью. Температура воздушных масс будет различаться по сезонам года: зимой tº мУВм » 0ºС или чуть выше до +6ºС, tº кУВм всегда отрицательная до -40ºС. Летом наоборот tº мУВм невысокая от +6° до +19ºС, tº кУВм выше – от +6ºС до +30ºС.

Тропические воздушные массы образуются между 40º и 19º с/ю.ш. летом и между 30º с/ю.ш и 5º с/ю.ш. зимой. Между этими параллелями Солнце всегда высоко стоит над горизонтом Þ угол падения солнечных лучей большой Þ приток солнечного тепла больше Þ в течение всего года tº воздуха устойчиво высокая и никогда не бывает ниже +15ºС. Влагосодержание воздушных масс, как и в умеренных широтах, будет зависеть от района формирования воздушных масс. Различают морские и континентальные Тропические воздушные массы (мТВм и кТВм). мТВм отличаются повышенной влажностью, а кТВм – пониженной влажностью.

Экваториальные воздушные массы образуются в приэкваториальной полосе: в июле от 19º с.ш. до 5º ю.ш., в январе от 5º с.ш. до 19º ю.ш. В течение всего года температура практически не изменяется: среднегодовая tº » +24 - +25ºС. Экваториальные воздушные массы (ЭВм) всегда отличаются высокой влажностью вне зависимости от места их формирования.

Литература

1. Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.
2. Любушкина С.Г. Общее землеведение: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. "География" / С.Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А.В. Чернов; Под ред. А.В. Чернова. - М.: Просвещение, 2004. - 288 с.