Погода. Радиационный баланс Земли. Локальные ветры и бризы. Движение Земли и погода, страница 15

ПВ – полярный воздух, формирующийся в умеренных широтах, также разделяется на континентальный и морской, попадающий в Европу с Запада.

ТВ – тропический воздух, формирующийся в основном в субтропических областях высокого давления (морской и континентальный).

ЭВ – экваториальный воздух, текущий от экватора в более высокие широты.Континентальные и морские воздушные массы  различаются температурой и влажностью и поэтому приносят разную погоду. Причина в том, что суша и море по-разному ведут себя под действием солнечного излучения.

а) они по-разному отражают его

б) они с разной скоростью прогреваются. Теплоемкость океана в среднем в 3.5 раза выше, чем у суши, однако важное значение имеет также и теплопроводность. Слой суши толщиной всего в несколько десятков сантиметров принимает тепло из-за слабой теплопроводности, отсутствия перемешивания и непрозрачности.

Около 25 м океана принимают излучение и нагреваются. К тому же перемешивание уносит тепло еще глубже.

В результате, океан медленнее прогревается и остывает, чем суша. Задержка составляет около одного-двух месяцев. При этом разница летних и зимних температур в большинстве открытых областей океана не достигает 10⁰ С. Это из-за того, что много весеннего тепла расходуется на плавление льда и много тепла отдается осенью при замерзании воды. Поэтому океаны медленно нагреваются и остывают. Поэтому морские воздушные массы сглаживают экстремальные температурные аномалии, приходя на сушу.

Важное значение имеет понятие стабильности воздушной массы. Стабильность неразрывно связана с погодой, которая устанавливается с приходом воздушной массы. Имеется целый ряд причин, приводящих к возникновению вертикального движения воздуха. Вертикальные воздушные течения создаются горами или нагревом. Стабильный воздух тормозит эти вертикальные движения и быстро устанавливает равновесие. Нестабильный – усиливает их.

Воздушная масса над более холодной поверхностью (W) – термодинамически теплая. Такой воздух устойчив. Холодная воздушная масса (К) – термодинамически холодная и в общем случае неустойчива.

Теплая масса охлаждается при контакте с холодной поверхностью. Холодный тяжелый воздух стремится остаться внизу. Если он по какой-то причине поднимается, то сразу же опускается вниз. Однако если холодная воздушная масса нагревается при контакте с поверхностью, теплый воздух начинает подниматься вверх. И в холодной воздушной массе  возникают турбулентные конвективные движения, облака и осадки.

Полярные воздушные массы быстро изменяются при движении над сушей в средних широтах. Более теплая земная поверхность вызывает вертикальные движения, дождевые облака и осадки. Конденсация приводит к дополнительному разогреву. В результате, масса становится теплой.

Тропические воздушные массы слабо меняются, потому что они теплее Земли, над которой проходят и потому устойчивы.

Атмосферные фронты формируются при столкновении воздушных масс, отличающихся температурой и влажностью. Такие массы не перемешиваются, и в результате образуется граница или фронт. В то время как основные воздушные массы имеют горизонтальные размеры порядка тысяч километров, переходные слои составляют по ширине всего несколько десятков километров. Поэтому в большинстве практических задач такие переходные слои можно рассматривать с достаточной степенью точности как поверхности раздела воздушных масс - фронты. Фронты не представляют собой постоянных неизменных образований. Они непрерывно меняют свое положение, возникают и обостряются, размываются и исчезают.

Вверх фронты прослеживаются на несколько километров, нередко до самой стратосферы. Фронт, разделяющий воздушные массы основных географических типов, называется главным. Вторичные фронты разделяют воздушные массы с неярко выраженными различиями.

Верхняя граница хорошо выраженного теплого фронта летом обычно распространяется до тропопаузы и лишь в редких случаях проникает в стратосферу до высот 13-15 км. Зимой граница фронта располагается на меньшей высоте, особенно в случае холодного фронта.