Свойства воздушных масс

Свойства холодной воздушной массы

Очаг формирования холодных масс находится в субполярных или арктических районах. Зимой массы холодного воздуха формируются также над материками до широты 30° N. Находясь в своём очаге, воздушные массы охлаждаются снизу и характеризуются:

1.  устойчивой стратификацией, особенно в нижней части;
2. низкой удельной влажностью;
3. низкой температурой.

Когда такая масса по той или иной причине перемещается в более тёплые районы, то на всём пути её температура оказывается ниже температуры подстилающей поверхности. Воздушная масса нагревается снизу, и в нижних слоях её развивается неустойчивость, которая постепенно распространяется вверх. Если в воздухе первоначально были температурные инверсии, то при продолжительном нагревании снизу они разрушаются, и во всей массе устанавливается однородный большой температурный градиент. В результате возникают конвективные течения.

Если холодная масса движется над водой, то она поглощает влагу, которая переносится вверх конвективными течениями. Образуются облака конвекции, которые скоро развиваются в кучево-дождевые облака. Если воздушная масса движется над сушей, то, нагреваясь снизу, она не поглощает много влаги. В этом случае облака конвекции не смогут развиться до тех пор, пока неустойчивость не распространится до очень больших высот. Вследствие этого континентальным холодным массам часто сопутствует хорошая погода.

Следующий пример показывает различие между холодными воздушными массами, движущимися над материком и над океаном:

1) Допустим, что летний воздух из Канады течёт к югу США в Техас. За время пути он поглощает очень немного влаги, поэтому, несмотря на нагрев почти на 17°С,. он остаётся безоблачным или же в нём развиваются немногочисленные разорванные кучевые облака.

2) Холодный сухой зимний воздух из Техаса течёт через Мексиканский залив. При этом он может нагреться только на 8,5°С. Уже на расстоянии 160 км от берега в нём развиваются кучевые сложные облака и кучево-дождевые, так как воздух вместе с нагреванием поглотил много влаги.

Типичную морскую холодную массу .можно узнать по наличию в ней нескольких или всех из нижеперечисленных свойств.

  • Повышение температуры и влажности.
  • Большой температурный градиент и неустойчивость.
  • Турбулентность, порывы ветра и шквалы.
  • Облака кучевые и кучево-дождевые.
  • Меняющийся вид облачности, от мрачной и угрожающей до больших просветов или полных прояснений.
  • Ливневые осадки, внезапно начинающиеся и прекращающиеся.
  • Хорошая видимость в промежутках между ливнями, обусловленная тем, что морской воздух достаточно чист в своём очаге и по пути не мог запылиться.
  • Умеренная высота оснований облаков, но редко ниже 300 м.

Последнее обусловлено нагреванием воздуха снизу, причём уровень конденсации удерживается на известной высоте над землёй.

Типичную континентальную холодную массу можно узнать по присутствию в ней некоторых или всех из нижеперечисленных свойств.

  • Повышение температуры и довольно постоянная влажность.
  • Большой температурный градиент и неустойчивость..
  • Обособленные облака кучевые и иногда кучево-дождевые.
  • Резко выраженный суточный ход облачности с максимумом после полудня.
  • Выпадающие иногда осадки имеют ливневой характер и перемежаются значительными и длительными прояснениями.
  • Видимость (горизонтальная) непостоянна, но в общем хорошая, за исключением того случая, когда воздух в течение долгого времени перемещался над пыльными или промышленными районами.
  • Высота оснований облаков значительна, редко ниже 600м.

Когда морской воздух вторгается на материк летом, то его неустойчивость усиливается и возрастает повторяемость и интенсивность ливней. Зимою его неустойчивость уменьшается, интенсивность ливней ослабевает, кучевые облака становятся плоскими, образуя выпуклые слои, похожие на облака слоистые, слоисто-кучевые или дождевые. Сначала это воздействие проявляется в нижних слоях, а затем постепенно распространяется вверх.

Когда континентальная воздушная масса вторгается на океан летом, то она постепенно становится устойчивой. Зимою неустойчивость в ней усиливается, а интенсивность и частота ливней возрастают.

Ливневая деятельность в холодных воздушных массах противодействует неустойчивости, вызываемой нагреванием, снизу. Это обусловлено освобождением скрытой теплоты парообразования выше уровня конденсации. Поэтому старые холодные воздушные массы постепенно приобретают устойчивое равновесие. Часто случается, что холодная воздушная масса, прошедшая путь из США через Атлантический океан, приходит в западную Европу в довольно устойчивом состоянии. Максимальная неустойчивость встречается в тех воздушных массах, которые пришли непосредственно из полярных районов.

Свойства тёплой воздушной массы

Самыми значительными очагами формирования тёплых воздушных масс являются субтропические антициклоны в океанических районах. Летом тёплые воздушные массы могут также образоваться в антициклонах над южными континентами.

Воздух в морских субтропических антициклонах тёпел и достаточно устойчив, содержание влаги в нём велико, особенно в нижних слоях. Когда такая воздушная масса движется в холодные районы, то её температура оказывается выше, чем температура подстилающей поверхности. Воздух охлаждается снизу, и нижний слой становится особенно устойчивым. Ясно выраженная устойчивость, развивающаяся здесь, препятствует турбулентности и совершенно прекращает конвективные течения. В результате этого охлаждение ограничивается только нижними, приземными слоями воздушной массы. Воздух же над инверсией почти не подвергается этим воздействиям. Происходит только медленное его охлаждение путём излучения.

При длительном охлаждении снизу температура воздуха у земной поверхности может опуститься ниже точки росы; в таком случае образуется туман. При большой скорости ветра может возникнуть механическая турбулентность, достаточная для перемешивания воздуха под инверсией. Тогда вместо тумана развиваются слоистые облака.

Типичную морскую тёплую воздушную массу можно узнать по наличию в ней нескольких или всех из перечисленных ниже свойств.

  • Устойчивый температурный градиент или инверсия в нижних слоях.
  • Небольшая турбулентность. Устойчивые ветры.
  • Плохая видимость.
  • Высокая относительная влажность.
  • Слоистые облака, туман или дымка.
  • Морось.

Воздух из экваториальной зоны затишья или из западной части субтропических антициклонов, а также тёплый воздух, формирующийся над материками летом, обычно условно неустойчив. Когда такой воздух движется в более холодные районы, то в нижних слоях он становится устойчивым, но на больших высотах остаётся условно неустойчивым. Поэтому он обладает свойствами тёплой массы у земной поверхности и свойствами холодной-массы вверху.

Когда тёплая воздушная масса вторгается на тёплый материк летом, то в ней быстро развивается неустойчивость и из тёплой она превращается в «холодную». Зимой устойчивость возрастает, и высокие слои тумана (адвективный туман) могут покрыть обширные пространства.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.