Повітряні маси
А
тмосфера
за температурою, вологістю, прозорістю
та іншими характеристиками неоднорідна.
В її межах утворюються відмінні між
собою повітряні маси. Повітряною
масою називають
великий об’єм повітря нижньої тропосфери,
що сформувався в умовах тривалого
перебування над відносно однорідною
поверхнею (океаном чи суходолом) і
характеризується однорідністю
температури, вологи, тиску та інших
властивостей. На земній кулі виділяють
чотири зони формування повітряних мас:
екваторіальна депресія;
субтропічні області високого тиску,
над материками зимові
максимуми, а влітку мінімуми; полярні
області високого тиску.
Відповідно до цих
областей виділяють чотири типи повітряних
мас: екваторіальні, тропічні, помірні
та арктичні в Північній і антарктичні
в Південній півкулях. Кожен з цих типів,
крім екваторіального, поділяють на
підтипи - морський і
континентальний
(мал. 45).
Арктичне і антарктичне повітря відрізняється від помірного меншою абсолютною вологістю і значною прозорістю. Тропічне повітря порівняно з помірним має вищу температуру, континентальне - сухе й запилене, морське - насичене вологою. Екваторіальне повітря .також тепле й вологе, однак, внаслідок затрати теплоти на випаровування і конвекцію, його температура дещо нижча за тропічне.
Повітряні маси рухаються як одне ціле в одній з течій загальної циркуляції атмосфери. Переміщуючись з місця свого формування в райони з іншими умовами, вони втрачають свої властивості і набувають нових. Насамперед змінюється температура, вологість, тиск та оптичні властивості. Процес перетворення повітряних мас внаслідок корінної зміни широти і особливо термічних умов підстильної поверхні називається трансформацією.
За температурними особливостями повітряні маси поділяють на теплі й холодні. Теплими називають такі, що рухаються з теплої поверхні на холодну. Холодні повітряні маси рухаються з холодної поверхні на теплу і приносять з собою похолодання.
Атмосферні фронти. Різні за фізичними властивостями повітряні маси в процесі руху зближуються і між ними виникають зони різких контрастів температури, тиску, вологи, вітру та інших властивостей. Такі зони називаються фронтальними поверхнями, або атмосферними фронтами. Фронтальна поверхня завжди нахилена до земної поверхні під кутом 1° вбік холодного повітря, оскільки воно важче. Рівновага нахиленої поверхні підтримується силою Коріоліса. В екваторіальних широтах, де ця сила відсутня, атмосферні фронти не утворюються.
О
дночасно
з рухом повітряних мас рухаються
атмосферні фронти. Залежно від того,
яка з повітряних мас активніша, фронти
бувають теплими й холодними. Атмосферний
фронт називається, теплим,
якщо тепла повітряна
маса активніша за холодну і рухається
на холодну поверхню, приносячи з собою
потепління. Маючи більшу швидкість,
тепле повітря наповзає на холодне і в
процесі підняття охолоджується (мал.
46). При цьому утворюється система
фронтальних хмар: внизу шарувато-дощові,
вище - шаруваті а ще вище - перисті.
Холодний фронт рухається
вбік теплого повітря і приносить із
собою похолодання. Холодне повітря,
рухаючись швидше за тепле, занурюється
під нього і виштовхує його вгору.
Фронтальна поверхня піднімається
стрімко вгору. Перед фронтом виникають
купчасті дощові хмари, шквальні вітри,
зливи, а за фронтом небо розпогоджується.
Висхідні рухи теплого повітря зустрічаються
на деякій висоті з низхідними потоками
і там виникає інверсія.
Коли змикаються холодний і теплий фронти та їх хмарні системи, виникає фронт оклюзії. Змикання фронтів відбувається тому, що холодний фронт рухається швидше і наздоганяє теплий. Тепле повітря, що опинилося між фронтами, витісняється угору, а холодні повітряні маси з'єднуються.
Суцільних атмосферних фронтів між різними типами повітряних мас не існує, але є зони, де фронти постійно виникають, загострюються і руйнуються. Ці широкі перехідні зони між двома повітряними масами називаються фронтальними. Вони оперізують всю земну кулю і на кліматичних картах показані у вигляді кліматологічних фронтів. За їх розташуванням можна зробити висновок про знаходження повітряних мас та їх переміщення за сезонами.