Charakterystyka mas powietrza. W jaki sposób masy powietrza morskiego różnią się od kontynentalnej?

Stan atmosfery lub pogody obserwowany w danej miejscowości w danym okresie jest wyjątkowo określony przez pojęcie ewolucji mas powietrza. Artykuł rozważa kwestię, w jaki sposób masy powietrza morskiego różnią się od kontynentalnego, a także opisuje inne zjawiska związane z tym zjawiskiem atmosferycznym.

Co powszechnie rozumieją słowa "masa powietrza"?

Na początku lat dwudziestych XX wieku norweski fizyk i meteorolog Wilhelm Bjerknes po raz pierwszy użył pojęcia "mas powietrza" w swoich pracach naukowych. Co to jest masa powietrza? Termin ten oznacza ogromną ilość powietrza, która może pokryć obszar do 1 miliona km ² i ma kilka kilometrów grubości. Charakteryzuje się pewną temperaturą i wilgotnością. Te dwie fizyczne cechy są takie same w całej objętości masy powietrza, jednak ze względu na duży rozmiar tych ostatnich mogą się nieznacznie różnić w różnych punktach.

Z tej definicji jasno wynika, że ​​jeśli określona objętość powietrza jest zlokalizowana przez kilka dni nad rozpatrywanym terytorium, warunki pogodowe w dużej mierze zależą od jego właściwości: będzie zimny i suchy lub odwrotnie, ciepły i nasycony parą wodną. Wszystko to wpłynie na warunki temperaturowe, obecność opadów w rozważanym obszarze i tak dalej.

Warunki powstawania mas powietrza

Wiedząc, czym jest masa powietrza, przejdźmy do kwestii jej powstawania. To zjawisko atmosferyczne nie występuje w żadnej miejscowości ani nad każdym terytorium. Jego edukacja wymaga spełnienia dwóch warunków:

1. Terytorium powinno mieć duży obszar i jednolitą ulgę. Jeśli małe równiny występują naprzemiennie z pasmami górskimi lub występują silne różnice wysokości na stosunkowo niewielkim obszarze powierzchni Ziemi, wówczas masa powietrza nie może się utworzyć.
2. Na danym terytorium nie powinno być prawie żadnego wiatru. Trzeba trochę czasu, aby powietrze uzyskało równowagę z powierzchnią, na której się znajduje. W przeciwnym razie jego stały ruch i zmiana niektórych objętości przez inne zapobiegnie tworzeniu się dużych mas powietrza, które są jednorodne pod względem temperatury i wilgotności.

Te warunki są spełnione przez płaskie obszary kontynentu, a także prawie każdą powierzchnię morza.

Rodzaje mas powietrza

Ponieważ rozpatrywany obiekt charakteryzuje się dwoma głównymi parametrami (temperatura i wilgotność), na jego kształt wpływają również dwa czynniki:

1. Szerokość geograficzna, która określa temperaturę masy.
2. Właściwości powierzchni (kontynent lub ocean), które określają wilgotność powietrza.

W związku z tym, co zostało powiedziane, zwyczajowo rozróżnia się następujące rodzaje mas powietrza (ich symbole odnoszą się do alfabetu łacińskiego w nawiasach):

1. Arctic (A). Powstaje w najwyższych szerokościach lądowych (90 °) na obu biegunach i ma charakter kontynentalny. Na mapach jest oznaczony symbolem cA.
2. Polaris (P). Kształtuje się na szerokościach sąsiadujących z kołami polarnymi półkuli południowej i północnej (równoległe 66˚), ale jego strefa działania rozciąga się na średnie szerokości (do 50˚). Masy te mogą być zarówno kontynentalne (cP), jak i morskie (mP).
3. Tropikalny (T). Strefą jej powstawania jest tropikalna strefa klimatyczna (około 20˚-35˚). Podobnie jak polarny, może być kontynentalny (cT) lub morski (mT).
4. Równikowa (E). Z nazwy można się domyślać, że obszarami jego powstawania są niskie szerokości w równiku. Może to być tylko morska (mE).

Cechy mas różnych typów

Biorąc pod uwagę strefę powstawania mas powietrza, cechy każdego z nich można podać w następujący sposób:

1. Arktyka charakteryzuje się wyjątkowo niskimi temperaturami (-40 ° C i niższym) oraz praktycznym brakiem pary wodnej.
2. Biegun. Podobnie jak Arktyka, jest zimny (do -30 ˚C), ale latem temperatura wzrasta do 15˚C. Masa cP jest względnie sucha, z kolei mP charakteryzuje się poziomem wilgotności 5-10 g H2O na kg powietrza.
3. Tropikalny jest najgorętszym ze wszystkich mas powietrza. Temperatura cT może przekroczyć +40 ˚C, mT jest nieco chłodniejsza - jej typowa temperatura wynosi + 22-30 C.
4. Równikowa mE to najbardziej mokra masa powietrza. Wskaźniki pary wodnej w niej osiągają wartości powyżej 20 g H ₂ O na 1 kg powietrza. Podobnie jak tropikalny, równikowa masa charakteryzuje się wysokimi temperaturami (około +27 ° C).

Ruch i stabilność mas powietrza

Jeśli objętość powietrza przez wystarczająco długi czas (dni, tygodnie) nie zmienia jego właściwości fizycznych, wówczas mówimy o stabilności takich mas powietrza. Z reguły są one tworzone na dużych szerokościach geograficznych, to jest cA i cP. Uderzającym przykładem niestabilnych mas są mT i mE. Te ciepłe i wilgotne objętości powietrza znajdują się w strefie wpływów wiatrów wiatrów, które przeprowadzają ciągłe mieszanie się atmosfery, która jest zarówno pionowa, jak i pozioma.

Po jego utworzeniu ogromne ilości atmosfery ziemskiej zaczynają się przemieszczać w regionie niskiego ciśnienia. Ruch mas powietrza prowadzi do tego, że zaczynają się zmieniać pod wpływem powierzchni, przez którą przechodzą. Możliwe są tutaj dwa przypadki:

1. Jeśli masa ma temperaturę wyższą niż powierzchnia, wówczas chłodzi ona w swoich dolnych warstwach, co prowadzi do zwiększenia jej stabilności w wyniku odwrócenia temperatury.
2. Jeśli powierzchnia jest cieplejsza niż masa powietrza poruszająca się nad nią, wówczas dolne warstwy powietrza są ogrzewane, a warunki są tworzone dla aktywacji prądów konwekcyjnych. Ten ostatni fakt prowadzi do destabilizacji rozważanej masy.

Na tę stabilność wpływa nie tylko temperatura powierzchni, ale także cechy reliefu (wznoszenie na zboczu góry destabilizuje masę i odwrotnie) oraz rozkład izobar, czyli obszarów o równym ciśnieniu (antycyklon stabilizuje się, a cyklon destabilizuje masę powietrza).

Poniższy rysunek pokazuje masy powietrza i ich ruch zimą (obraz górny) i latem (obraz dolny). Litery kiw oznaczają, że ta objętość powietrza ma odpowiednio niższą lub wyższą temperaturę niż powierzchnia.

Powietrze z przodu

Biorąc pod uwagę kwestię ruchu mas powietrza, należy powiedzieć kilka słów o ich frontach. Jest to obszar zderzenia dwóch ogromnych objętości powietrza o różnych właściwościach fizycznych. Na przykład jeden może być ciepły i mokry (mT), a drugi suchy i zimny (cP).

Gdy ciepłe masy są wypychane przez zimno lub odwrotnie, na ich froncie powstają sprzyjające warunki do tworzenia pionowych prądów konwekcyjnych, co prowadzi do powstawania chmur deszczowych. Fakt ten tłumaczy, dlaczego na średnich szerokościach geograficznych maksymalna ilość opadów przypada na jesień i wiosnę.

W jaki sposób masy powietrza morskiego różnią się od kontynentalnej?

Kończymy ten artykuł rozważając to pytanie. Z powyższych cech mas powietrza można odpowiedzieć niezależnie. Czym różnią się morskie od kontynentalnego mas powietrza? Pierwszą i najważniejszą różnicą jest poziom wilgotności. Główną właściwością kontynentalnej masy powietrza jest ich suchość. Masy typu m (mP, mT, mE) powstają nad morzami i oceanami, więc przenoszą ze sobą ogromną ilość pary wodnej.

W jaki sposób masy powietrza morskiego różnią się od mas kontynentalnych? Ze względu na wysoką zawartość H ₂ O w masach typu m charakteryzują się one mniej ostrymi różnicami temperatur podczas ich formowania w różnych porach roku niż typowe dla objętości powietrza typu c (kontynentalnego). Z tego samego powodu masy morskie są mniej przejrzyste i bardziej rozproszone światło słoneczne.