Погода. Радиационный баланс Земли. Локальные ветры и бризы. Движение Земли и погода, страница 14

Вертикальная мощность циклона меняется по мере его развития. В первое время после зарождения циклон заметно выражен лишь в нижней части тропосферы. Распределение температуры в этой стадии, как правило, асимметрично относительно центра циклона, что приводит к размыканию изобар над циклоном. Только последующее развитие может превратить низкий циклон в высокий. При этом температура воздуха в циклоне понижается за счет вытеснения  холодным воздухом воздуха теплого сектора вверх, где он радиационно выхолаживается, и контраст температуры между передней и тыловой частями циклона сглаживается. Для высоких циклонов имеется возможность проникновения в стратосферу. Тропопауза над высоким развитым циклоном прогнута вниз в виде воронки, а температура нижней стратосферы при этом повышается. Таким образом, в развитом высоком циклоне над холодной тропосферой располагается низко начинающаяся теплая стратосфера.       Жизнь циклона продолжается несколько суток. В первой половине своего существования циклон углубляется, во второй заполняется и затухает. Уже заполнившись в нижних слоях, циклон может некоторое время еще существовать в холодном воздухе верхней тропосферы в виде высотного циклона.

По мере развития антициклона мощные слои воздуха медленно оседают в нем и нагреваются за счет сжатия. В связи с этим возможно возникновение инверсий температуры и воздух удаляется от насыщения. Поэтому погода в антициклонах стоит обычно малооблачная и сухая. С течением времени температура воздуха в антициклоне повышается; хорошо развитый высокий антициклон является теплой областью тропосферы. Только нижние слои антициклона зимой над сушей могут сильно выхолаживаться за счет контакта с земной поверхностью, быстро теряющей тепло в ясные дни и ночи за счет  теплового излучения.

Тропопауза над высоким антициклоном приподнята на 2 км (рис. 2.19) и более в сравнении со средним ее положением. Температура в нижней стратосфере понижена. Иными словами, теплой тропосфере в высоком антициклоне соответствует высоко начинающаяся холодная стратосфера. При прохождении мощных циклонов и антициклонов иногда за сутки высота тропопаузы меняется на 3 км и больше, а температура на уровне тропопаузы меняется на 10-20 градусов.

Воздушные массы

Воздушная масса – общеупотребительный термин, означающий ячейку высокого давления (антициклон). Воздушная масса – огромное тело, часто покрывающее сотни и тысячи квадратных километров, характеризующееся одинаковой температурой и влажностью в каждом своем горизонтальном сечении. Нередко воздушные массы распространяются по высоте на всю тропосферу[22].

Воздушная масса (антициклон) принимает температурные и влажностные характеристики поверхности Земли в области формирования. Например, Северная Америка широкая на севере и узкая на юге. Холодные сухие воздушные массы  формируются над континентом и движутся на юг. Влажные и теплые тропические воздушные массы формируются над океаном на юге Америки и часто перемещаются к северу. Когда эти воздушные массы встречаются, образуется атмосферный фронт. Переходные зоны между двумя воздушными массами имеют ширину порядка 100 км.

Воздушные массы несут с собой температуру и влажность, которую они приобрели при своем формировании. По мере перемещения они модифицируются с учетом характеристик поверхности, над которой они перемещаются, однако тенденция сохранения оригинальных свойств сильна.

Приводимая ниже классификация принята у  американских метеорологов [48]: (3 характеристики)

Третья буква K – (colder) холоднее, чем поверхность, над которой находится

W – (warmer) – теплее.

Пример: сPK – полярный континентальный воздух над более теплой земной поверхностью.

В русскоязычной литературе используется несколько иная классификация:

АВ –арктический воздух, приходящий в умеренные широты из Арктики. Различают континентальный (кАВ) арктический воздух, приходящий в Европу через Баренцево или Карское море, и морской (мАВ), приходящий из района Гренландии-Шпицбергена через Норвежское море и Скандинавию.