Повітряні маси – що це таке?
Повітряні маси – це великі маси повітря тропосфери і нижньої стратосфери, які формуються над певною територією суші або океану і мають відносно однорідні властивості – температуру, вологість, прозорість. Вони рухаються як одне ціле та в одному напрямку в системі загальної циркуляції атмосфери.
Повітряні маси займають площу тисячі квадратних кілометрів, їх потужність (товщина) досягає до 20—25 км. Переміщаючись над поверхнею з іншими властивостями, вони нагріваються або охолоджуються, зволожуються або стають сухішими. Теплою або холодною називають повітряну масу, яка тепліше (холодніше) навколишнього середовища.
Розрізняють чотири зональні типи повітряних мас залежно від районів формування:
- екваторіальні,
- тропічні,
- помірні,
- арктичні (антарктичні) повітряні маси.
Вони відрізняються, перш за все, температурою та вологістю. Усі типи повітряних мас, крім екваторіальних, поділяються на морські та континентальні залежно від характеру поверхні, над якою вони сформувалися.
Основні типи повітряних мас
Екваторіальна повітряна маса формується в екваторіальних широтах, поясі зниженого тиску. Має досить високі температури і вологість, близьку до максимальної, і над сушею, і над морем.
Континентальна тропічна повітряна маса формується у центральній частині материків у тропічних широтах. Вона має високу температуру, низьку вологість, сильну запиленість. Морська тропічна повітряна маса утворюється над океанами у тропічних широтах, де переважають досить високі температури повітря та відзначається висока вологість.
Континентальна помірна повітряна маса формується над материками в помірних широтах, що панує в Північній півкулі. Її властивості змінюються за сезонами. Влітку досить висока температура та вологість, характерні опади. Взимку низькі та вкрай низькі температури та невисока вологість. Морська помірна повітряна маса формується над океанами з теплими течіями помірних широтах. Влітку вона прохолодніша, взимку — тепліша, відрізняється значною вологістю.
Континентальна арктична (антарктична) повітряна маса формується над льодами Арктики та Антарктиди, має вкрай низькі температури і невелику вологість, високу прозорість. Морська арктична (антарктична) повітряна маса утворюється над періодично замерзаючими морями та океанами, її температура дещо вища, вологість більша.
Повітряні маси перебувають у постійному русі, за її зустрічі утворюються перехідні зони, чи фронти. Атмосферний фронт — прикордонна зона між двома повітряними масами, що мають різні властивості. Ширина атмосферного фронту сягає десятків кілометрів. Атмосферні фронти можуть бути теплими та холодними залежно від того, яке повітря насувається на територію та яке витісняється (рис. 14). Найчастіше атмосферні фронти виникають у помірних широтах, де зустрічаються холодне повітря з полярних широт та тепле з тропічних широт.
Проходження фронту супроводжується змінами у погоді. Теплий фронт переміщається у бік холодного повітря. З ним пов’язані потепління, шарувато-дощові хмари, що приносять опади, що мрячать. Холодний фронт переміщується у бік теплого повітря. Він приносить рясні короткочасні зливи, часто зі шквалистими вітрами та грозами, та похолодання.
| Формування холодного та теплого атмосферних фронтів | Схема руху повітряних мас у циклоні та антициклоні у Північній півкулі |
Що таке циклони та антициклони
В атмосфері при зустрічі двох повітряних мас виникають великі атмосферні вихори – циклони та антициклони. Вони представляють плоскі вихори повітря, що охоплюють тисячі квадратних кілометрів за висотою всього 15-20 км.
Циклон — атмосферний вихор величезного (від сотень до кількох тисяч кілометрів) діаметра зі зниженим тиском повітря у центрі, із системою вітрів від периферії до центру проти годинникової стрілки у Північній півкулі. У центрі циклону спостерігаються висхідні потоки повітря (рис. 15).
В результаті висхідних потоків повітря в центрі циклонів формуються потужні хмари та випадають атмосферні опади.
Влітку під час проходження циклонів температура повітря знижується, а взимку підвищується, починається відлига. Наближення циклону викликає похмуру погоду та зміну напряму вітру.
У тропічних широтах від 5 до 25 ° обох півкуль виникають тропічні циклони. На відміну від циклонів помірних широт, вони займають меншу площу. Тропічні циклони виникають над теплою морською поверхнею наприкінці літа — на початку осені і супроводжуються потужними грозами, випаданням зливових опадів і вітрами штормової сили, мають величезну руйнівну силу.
У Тихому океані тропічні циклони називають тайфунами, в Атлантичному – ураганами, біля берегів Австралії – віллі-вілі. Тропічні циклони переносять велику кількість енергії від тропічних широт у напрямку помірних, що робить їх важливою складовою глобальних процесів циркуляції атмосфери. За свою непередбачуваність тропічним циклонам дають жіночі імена (наприклад, «Катрін», «Джульєтта» та ін.).
Антициклон — атмосферний вихор величезного діаметра (від сотень до кількох тисяч кілометрів) із областю підвищеного тиску біля земної поверхні, із системою вітрів від центру до периферії за годинниковою стрілкою у Північній півкулі. В антициклоні спостерігаються низхідні потоки повітря.
Як взимку, так і влітку для антициклону характерні безхмарне небо та безвітря. Під час проходження антициклонів погода сонячна, влітку спекотно, а взимку дуже холодно. Антициклони утворюються над льодовими покривами Антарктиди, над Гренландією, Арктикою, над океанами у тропічних широтах.