Воздушные массы

1.

Воздушные массы
ЧАСТЬ 2

2. Циркуляция атмосферы и формирование климатических поясов Земли

Солнечное тепло и общая циркуляция атмосферы формируют погоду и климат
на Земле.
Климат – это средняя многолетняя погода над регионом.
Погода – это состояние атмосферы в данном месте в определенный момент
времени время.

3. Климатические пояса. Типы воздушных масс, особенности их циркуляции в разных широтах создают условия для формирования климатов

Земли.

4.

• Поле температуры у поверхности Земли
формируется в основном под влиянием
притока солнечной радиации

5.

Средние широтные (годовые) значения температуры
воздуха у земной поверхности для условий лучистого
равновесия и фактическая температура (°С).
Широта (северная), . . . °
Температура
Т0 – Т90
0
При лучистом
равновесии
10
20
30
40
50
39 36 32 22
8
-6 -20 -32 -41 -44
83
6
48
Действительная 26 27 25 20 14
Разность
-13 -9
-7
-2
6
60
-1
70
80
90
-9 -18 -22
12 19 23 23 22

6.

7. Циркуляция атмосферы и климатические пояса

8.

9. Ветры на ЗЕМЛЕ

10.

11.

12.

Географическая классификация ВМ основана на определении
географического очага формирования воздушных масс.
По этому принципу можно выделить основные типы:
арктическая воздушная масса (АВМ), умеренная (УВМ), тропическая
(ТВМ) и экваториальная (ЭВМ).
С учетом характера подстилающей поверхности они могут быть отнесены
к континентальным и морским.
Более детальная классификация воздушных масс: арктическая ВМ, умеренная ВМ
(северная умеренная ВМ, южная умеренная ВМ), тропическая ВМ (тропическая
и южная тропическая -экваториальная).

13.

ВЗК

14.

Основываясь на том, что фронт – это узкая переходная зона между двумя соседними воздушными массами в
атмосфере, можно выделить основные или главные климатические фронты.
Главные фронты разделяют воздушные массы основных географических типов.
Арктический фронт отделяет арктический воздух от воздуха умеренных широт.
Умеренный (или полярный) фронт отделяет воздух умеренных широт от тропического воздуха.
В тропической экваториальной зоне принято вместо фронтов выделять внутритропическую зону
конвергенции (ВЗК). ВЗК – это переходная зона между пассатами Северного и Южного полушарий или
между пассатом и муссоном, либо между пассатом и экваториальными западными ветрами. Характеризуется
значительной сходимостью воздушных потоков
ВЗК

15. ВФЗ

Высотная фронтальная зона (ВФЗ) – зона сгущения изогипс (изотерм) на картах
барической топографии.
ВФЗ является переходной зоной в средней или верхней тропосфере между высоким
теплым антициклоном и высоким холодным циклоном.
Высотные фронтальные зоны в тропосфере связаны с главными фронтами (СВЯЗЬ
НЕОДНОЗНАЧНА) и струйными течениями
На картах барической топографии АТ500, АТ300, (т.е. в средней и верхней тропосфере) в виде области
значительного сгущения изогипс представлены зоны перехода между высокими холодными циклонами и высокими
тёплыми антициклонами – высотные фронтальные зоны.

16.

ПВФЗ - При слиянии соседних ВФЗ образуется единая Планетарная
высотная фронтальная зона (ПВФЗ), которая
опоясывает полушарие.
ПВФЗ чаще всего располагается в районе широты 40 градусов и в
зависимости от сезона перемещается летом в северные широты, а зимой
– в южные.
ВФЗ постоянно возникают, обостряются и разрушаются. Интенсивность их
зависит от разности температур встречающихся воздушных масс.
В этих зонах концентрируются огромные запасы энергии. При
нестационарности движения возникают крупнейшие атмосферные вихри –
циклоны и антициклоны. Таким образом, фронтальные зоны играют
огромную роль в развитии погодообразующих процессов.
Часть ВФЗ слева от оси (по направлению переноса) называется
циклонической периферией ВФЗ, справа от оси – антициклонической
перифериейВФЗ
.
Часть ВФЗ, где в направлении потока наблюдается сходимость изогипс,
называется входом ВФЗ, часть, где в направлении потока наблюдается
расходимость изогипс – дельтой ВФЗ.

17.

18.

. Пример сгущения изогипс на карте

19. Очаги формирования воздушных масс

• Район в котором воздух приобретает свойства единой воздушной массы
называют очагом формирования ВМ.
• При перемещении из очага формирования ВМ попадает в другие условия-ее
свойства начинают изменяться - ВМ трансформируется
Трансформация в первые сутки после вторжения
ВМ в новый географический район происходит
быстрее, чем в последующие дни, т. е. скорость
трансформации
тем
больше,чем
больше
отклонение метеорологической величины от
условий равновесия. Период трансформации, т. е.
число дней, за которое будут достигнуты
условия равновесия, составляет 5—7 дней
.

20. Перемещение воздушных масс

21.

22.

Какая ВМ вторгается на Северо-Запад РФ?

23.

Арктический воздух формируется за полярным кругом, в основном надо льдами
Арктики.
Морской умеренный воздух вторгается на материки преимущественно в тылу циклонов за
холодными фронтами.
В зависимости от траектории циклона и широтной зоны океана, откуда вторгается морской
мУВ, его свойства в одних случаях близки к свойствам мАВ, в других — к свойствам мТВ.
Континентальный умеренный воздух формируется в центральных и восточных районах
материков в зоне умеренных широт, зимой это зона от 30 до 50° с. ш., а летом от 50до 70° с.
ш. При ослаблении интенсивности атмосферной циркуляции эта масса становится
преобладающей.
Континентальный тропический воздух летом может при длительной малооблачной погоде
со слабыми ветрами(в антициклонах) формироваться непосредственно над материками в
зоне от 15 до 50° с. ш. Зимой массы кТВ формируются над северной частью Африканского
континента.
Основным очагом формирования морского тропического воздуха, поступающего в Европу
зимой, является бассейн Средиземного моря, а летом — субтропические широты Атлантического океана. Вообще же мТВ формируется в тропических частях океанов, включая
приэкваториальные области. Однако воздух, формирующийся в приэкваториальной
полосе, в умеренные широты у поверхности земли не поступает.
Муссонный воздух зимой характерен для южных районов Азин и прилегающих областей
Индийского океана, а летом,кроме того, он характерен для территории Китая и Советского
Приморья.

24.

Свойства воздушных масс:
‐температура;
‐влагосодержание;
-дальность видимости;
‐облачность.

25. Консервативные характеристики воздушных масс

Псевдопотенциальная температура
Псевдопотенциальная температура – температура, которую принял бы воздух при адиабатическом процессе, если бы сначала весь
содержащийся в нём водяной пар был сконденсирован при неограниченно падающем давлении и выпал бы из воздуха, выделившаяся
скрытая теплота пошла бы на нагревание воздуха, который затем был бы приведён под стандартное давление. Псевдопотенциальная
температура является консервативной характеристикой влажноадиабатического процесса (при влажноадиабатическом процессе θР
остается постоянной). Т. влажного воздуха выше его потенциальной температуры на величину, связанную с выделением скрытого тепла
парообразования.
(или другое определение -Температура, которую примет влажный воздух, если поднять его сухоадиабатически до уровня конденсации, а
затем, дополнительно увлажняя, опустить влажноадиабатически до уровня со стандартным давлением)
• Массовая доля водяного пара
s = 0,622 e / p [ ‰ ]
количество водяного пара в граммах в 1 г влажного воздуха (ранее — удельная влажность). В иностранной литературе
массовая доля — Specific humidity. Вычисляется: s = 0.62198⋅e/p – 0.378⋅e [‰], где e — парциальное давление [гПа], p
— атмосферное давление [гПа].

26.

Консервативные характеристики воздушных масс
В качестве наиболее характерного признака той или иной воздушной массы принимается
псевдопотенциальная температура воздуха, отражающая и действительную температуру воздуха и его
влажность.
Так как более тёплая воздушная масса обычно бывает и более влажной, то разность
псевдопотенциальных температур двух соседних воздушных масс бывает значительно большей, чем
разность их действительных температур. Также псевдопотенциальная температура медленно
изменяется с высотой в пределах данной воздушной массы.
Это её свойство помогает определять напластование воздушных масс одной над другой в тропосфере.
https://www.wetterzentrale.de/topkarten.php?map=1&model=gfs&var=7&time=3&run=18&lid=OP&h=0
&mv=0&tr=3

27.

Псевдопотенциальная температура на изобарической
поверхности 850 гПа за 00 ч СГВ 13 декабря 1980 г.

28.

Массовая доля водяного пара (о/оо) на изобарической
поверхности 850 гПа за 00 ч СГВ 13 декабря 1980 г.

29.

Характеристики географических типов воздушных масс на
Европейской территории России

30. Континентальный арктический воздух. ЗИМА. Т= -20°С, V= 50 км, Ясно.

31. Морской арктический воздух. ЗИМА. Т= -10°С, V= 50 км, Облака – Sc, без осадков

32. Морской умеренный воздух. ЗИМА. Т= 0°С, V= 10 км, облачность – As-Ns, осадки

33. Морской арктический воздух. Лето. Т= 10°С, V= 50 км, ясно, далее – Cb и кратковр.дожди

34. Морской умеренный воздух. Лето. Т= 15°С, V= 10 км, облака As-Ns, дождь.

35. Континентальный тропический воздух. Лето. Т= 25°С, V= 5 км, ясно.

36. Термодинамическая и синоптическая классификация воздушных масс

Для понимания термических характеристик воздушных масс необходимо различать
термодинамическую и синоптическую классификацию.
• В термодинамической классификации теплой называется такая воздушная масса,
которая в данном районе постепенно охлаждается, поскольку ее температура выше
температуры равновесия, т. е. не соответствует условиям теплового и радиационного
баланса. Холодной называется такая воздушная масса, которая в данном районе
постепенно прогревается.
Синоптическая классификация все воздушные массы делит на относительно теплые и
относительно холодные.
• Относительно теплая – теплее соседних, может продолжать прогреваться.
Относительно холодная – холоднее соседних, может продолжать охлаждаться.
В дальнейшем будем использовать синоптическую классификацию воздушных масс.

37. Термодинамическая классификация воздушных масс

С учетом температурной стратификации различают следующие типы
воздушных масс:
1) относительно теплые воздушные массы — устойчивые и неустойчивые;
2) относительно холодные воздушные массы — устойчивые и неустойчивые;
3) нейтральные (местные) воздушные массы — устойчивые и
неустойчивые.
Каждому типу воздушных масс по этой классификации присущи особые сезонные погодные условия
Относительно теплые – приходят на холодную подстилающую поверхность, охлаждаются,
становятся вертикально устойчивыми (потенциальная температура θ повышается с высотой).
Относительно холодные – приходят на теплую подстилающую поверхность, нагреваются, становятся
вертикально неустойчивыми (потенциальная температура θ понижается с высотой).
Устойчивость или неустойчивость воздушных масс приводит к развитию различных погодных
условий. Для неустойчивых воздушных масс характерно образование конвективной облачности. В
устойчивой воздушной массе наблюдаются задерживающие слои и возможно образование
слоистых форм облачности.

38. Термодинамическая классификация воздушных масс

относительно Теплые – приходят на
холодную подстилающую поверхность,
охлаждаются, становятся вертикально
устойчивыми
(потенциальная температура θ повышается с высотой)
относительно Холодные – приходят на
теплую подстилающую поверхность, нагреваются,
становятся вертикально неустойчивыми
(потенциальная температура θ понижается с высотой)

39. ВМ и АТ850

Чтобы определить, охлаждается или прогревается воздушная масса в данном
районе, следует в течение несколько дней сравнивать Тмакс (максимальную
дневную приземную температуру воздуха) или Т850 (температуру воздуха на
уровне 850 гПа, около 1,5 км над уровнем моря).
На карте АТ-850 холодной воздушной массе соответствует ложбина или замкнутая
область холода (очаг холода), тёплой - гребень или очаг тепла.

40. Теплая воздушная масса И.И.Шишкин. Туман в лесу.

41. Теплая и влажная воздушная масса Дж.Уистлер. Ноктюрн в сером и золотом. Снег в Челси.

42. Холодная воздушная масса И.И.Шишкин. Полдень.

43. Анализ воздушных масс по АТ850