В метеорологии воздушная масса — это объем воздуха , определяемый его температурой и влажностью . Воздушные массы охватывают многие сотни или тысячи квадратных миль и приспосабливаются к характеристикам поверхности под ними. Они классифицируются в соответствии с широтой и их континентальными или морскими источниками. Более холодные воздушные массы называются полярными или арктическими, в то время как более теплые воздушные массы считаются тропическими. Континентальные и верхние воздушные массы сухие, в то время как морские и муссонные воздушные массы влажные. Погодные фронты разделяют воздушные массы с различными характеристиками плотности (температуры или влажности ). Как только воздушная масса удаляется от своего источника, нижележащая растительность и водоемы могут быстро изменить ее характер. Схемы классификации охватывают характеристики воздушной массы, а также ее модификацию.
Классификация Бержерона является наиболее широко принятой формой классификации воздушных масс, хотя другие создали более совершенные версии этой схемы для различных регионов земного шара. [1] [2] Классификация воздушных масс состоит из трех букв. Первая буква описывает ее свойства влажности – «c» представляет континентальные воздушные массы (сухие) , а «m» представляет морские воздушные массы (влажные). Ее исходный регион следующий: «T» означает тропический , «P» означает полярный , «A» означает арктический или антарктический , «M» означает муссон , «E» означает экваториальный , и «S» означает адиабатически высушенный и нагревающийся воздух, образованный значительным нисходящим движением в атмосфере. Например, воздушная масса, возникающая над пустыней на юго-западе Соединенных Штатов летом, может быть обозначена как «cT». Воздушная масса, возникающая над северной Сибирью зимой, может быть обозначена как «cA». [3]
Стабильность воздушной массы может быть показана с помощью третьей буквы, либо «k» (воздушная масса холоднее, чем поверхность под ней), либо «w» (воздушная масса теплее, чем поверхность под ней). [3] Примером этого может быть полярная воздушная масса, дующая над Гольфстримом , обозначаемая как «cPk». Иногда можно также столкнуться с использованием апострофа или «градусной отметки», обозначающих, что данная воздушная масса, имеющая то же обозначение, что и другая, которую она заменяет, холоднее заменяемой воздушной массы (обычно для полярных воздушных масс). Например, серия фронтов над Тихим океаном может показывать воздушную массу, обозначаемую mPk, за которой следует другая, обозначаемая mPk'. [3]
Другое соглашение, использующее эти символы, — это указание на изменение или преобразование одного типа в другой. Например, арктическая воздушная масса, дующая над заливом Аляска, может быть обозначена как «cA-mPk». Еще одно соглашение указывает на слоистость воздушных масс в определенных ситуациях. Например, набегание полярной воздушной массы воздушной массой из Мексиканского залива на центральные Соединенные Штаты может быть обозначено обозначением «mT/cP» (иногда с использованием горизонтальной линии, как в дробной нотации). [4]
Тропические и экваториальные воздушные массы горячие, поскольку они развиваются в более низких широтах. Тропические воздушные массы имеют более низкое давление, поскольку горячий воздух поднимается, а холодный опускается. Те, которые развиваются над сушей (континентальные), суше и жарче, чем те, которые развиваются над океанами, и перемещаются к полюсу по южной периферии субтропического хребта . [5] Морские тропические воздушные массы иногда называют торговыми воздушными массами. Морские тропические воздушные массы, которые влияют на Соединенные Штаты, берут начало в Карибском море , южной части Мексиканского залива и тропической Атлантике к востоку от Флориды через Багамские острова . [6] Муссонные воздушные массы влажные и нестабильные. Верхние воздушные массы сухие и редко достигают земли. Они обычно находятся над морскими тропическими воздушными массами, образуя более теплый и сухой слой над более умеренной влажной воздушной массой ниже, образуя то, что известно как инверсия пассата над морской тропической воздушной массой.
Континентальные полярные воздушные массы (cP) — это воздушные массы, которые холодные и сухие из-за их континентального региона происхождения. Континентальные полярные воздушные массы, которые влияют на Северную Америку, формируются над внутренней Канадой. Континентальные тропические воздушные массы (cT) — это тип тропического воздуха, создаваемого субтропическим хребтом над большими площадями суши и обычно происходящего из низкоширотных пустынь, таких как пустыня Сахара в Северной Африке, которая является основным источником этих воздушных масс. Другими менее важными источниками, создающими воздушные массы cT, являются Аравийский полуостров , центральная засушливая/полузасушливая часть Австралии и пустыни, лежащие на юго-западе Соединенных Штатов . Континентальные тропические воздушные массы чрезвычайно жаркие и сухие. [7] Арктические, антарктические и полярные воздушные массы холодные. Качества арктического воздуха развиваются над покрытой льдом и снегом землей. Арктический воздух очень холодный, холоднее полярных воздушных масс. Арктический воздух может быть неглубоким летом и быстро меняться по мере продвижения к экватору. [8] Полярные воздушные массы развиваются в более высоких широтах над сушей или океаном, они очень стабильны и, как правило, мельче арктического воздуха. Полярный воздух над океаном (морской) теряет свою стабильность, поскольку он набирает влагу над более теплыми водами океана. [9]
_above_Zdim%C4%9B%C5%99ice_in_Czechia,_2017.jpg/1280px-Cold_front_(left)_above_Zdim%C4%9B%C5%99ice_in_Czechia,_2017.jpg)
Погодный фронт — это граница, разделяющая две массы воздуха разной плотности , и является основной причиной метеорологических явлений . В приземном погодном анализе фронты изображаются с использованием различных цветных линий и символов в зависимости от типа фронта. Воздушные массы, разделенные фронтом, обычно различаются по температуре и влажности . Холодные фронты могут характеризоваться узкими полосами гроз и суровой погоды , а иногда им могут предшествовать линии шквалов или сухие линии . Теплым фронтам обычно предшествуют слоистые осадки и туман . Погода обычно быстро проясняется после прохождения фронта. Некоторые фронты не производят осадков и дают небольшую облачность, хотя неизменно происходит смена ветра. [10]
Холодные фронты и окклюдированные фронты обычно движутся с запада на восток, в то время как теплые фронты движутся к полюсу . Из-за большей плотности воздуха в их следе холодные фронты и холодные окклюзии движутся быстрее, чем теплые фронты и теплые окклюзии. Горы и теплые водоемы могут замедлять движение фронтов. [11] Когда фронт становится неподвижным , а контраст плотности на фронтальной границе исчезает, фронт может выродиться в линию, которая разделяет области с различной скоростью ветра, известную как линия сдвига . [12] Это наиболее распространено над открытым океаном.
Воздушные массы могут быть изменены различными способами. Поверхностный поток от нижележащей растительности, такой как лес, действует, чтобы увлажнить вышележащую воздушную массу. [13] Тепло от нижележащих более теплых вод может значительно изменить воздушную массу на расстояниях от 35 километров (22 миль) до 40 километров (25 миль). [14] Например, к юго-западу от внетропических циклонов изогнутый циклонический поток, приносящий холодный воздух через относительно теплые водоемы, может привести к узким полосам снежного эффекта озера . Эти полосы приносят сильные локализованные осадки, поскольку большие водоемы, такие как озера, эффективно хранят тепло, что приводит к значительной разнице температур (более 13 °C или 23 °F) между поверхностью воды и воздухом над ней. [15] Из-за этой разницы температур тепло и влага переносятся вверх, конденсируясь в вертикально ориентированные облака (см. спутниковый снимок), которые производят снежные ливни. Уменьшение температуры с высотой и глубиной облаков напрямую зависит как от температуры воды, так и от крупномасштабной среды. Чем сильнее снижается температура с высотой, тем глубже становятся облака и тем больше становится количество осадков. [16]