Умеренный пояс расположен между полярным кругом и тропиками, поэтому на его климатические условия оказывают влияние как воздушные массы низких широт, так и высоких. В данной статье дадим характеристику типов воздушных масс умеренного пояса.
Воздушные массы и их типы
Концепция воздушных масс была разработана в первые годы после Первой мировой войны норвежскими учеными. В настоящее время под этой фразой понимают огромные объемы воздуха, которые характеризуются некоторыми средними значениями температуры и влажности. Этот воздушный объект может иметь длину (ширину) до 1000 км и высоту от нескольких километров до 10 км. Внутри этого гигантского атмосферного образования температура и влажность могут испытывать изменения, однако они намного меньше, чем средние значения этих величин в соседней воздушной массе.
Вам будет интересно:Экологическая толерантность организма – это закон природы
На нашей планете выделяют следующие типы рассматриваемых масс в зависимости от их температуры:
- арктические;
- полярные;
- тропические;
- экваториальные.
Очевидно, что чем в более низких широтах сформировалась воздушная масса, тем выше будет ее температура.
С точки зрения влажности выделяют два типа масс:
- Континентальные (сухие).
- Морские (влажные).
Вам будет интересно:Натрий карбоксиметилцеллюлоза: применение и свойства
Умеренные воздушные массы включают в себя все названные выше типы, за исключением экваториальных, которые до средних широт просто-напросто не доходят.
Пределы умеренного пояса
Перед тем как переходить к рассмотрению воздушных масс умеренного климатического пояса, необходимо кратко охарактеризовать местоположение последнего.
Согласно общей классификации умеренный пояс расположен между широтами тропиков (23o) и полярными кругами (66o) в обоих полушариях планеты. Это означает, что на его климат оказывают влияние как воздушные массы низких широт (тропические), так и высоких (арктические и полярные).
Когда рассматривают вопрос климата умеренных широт, то, как правило, делают это только для Северного полушария, поскольку на большей части южных умеренных широт расположены воды трех океанов.
Области формирования воздушных масс, оказывающих влияние на климат средних широт
Воздух обладает достаточно низкой теплопроводностью. Это означает, что для формирования гомогенной (однородной) воздушной массы, которая приобрела бы характеристики поверхности (земной или водной), ей необходимо некоторое время находиться над ней в относительном покое. Такие условия могут быть созданы, если выполняются следующие требования:
При рассмотрении Северного полушария выделяют следующие зоны, формирующие воздушные массы:
- северный полюс;
- северная часть Евразии (территория России);
- север Канады;
- северные зоны Атлантического и Тихого океанов.
Далее в статье дадим характеристику умеренных воздушных масс, перечисленных в этом списке.
Арктические массы
Они формируются в непосредственной близости к Северному полюсу. Поскольку здесь круглый год температуры ниже нуля и водная поверхности покрыта ледниками, то такие условия приводят к образованию холодных и сухих объемов воздуха. Его температура лежит в пределах от -55 oC до -35 oC, а количество водяного пара в нем не превышает 0,02 г на 1 кг воздуха.
Эти воздушные массы являются чрезвычайно стабильными. Они никогда не приводят к формированию осадков, даже если для этого создать условия для образования восходящих конвекционных потоков. На картах арктические массы принято обозначать латинскими буквами cA, где буква c указывает на их континентальный характер (отсутствие влажности).
Полярные массы
Это, пожалуй, самые важные воздушные массы умеренного пояса, поскольку их районы формирования целиком находятся в его пределах. Несмотря на их название, широты, где они образуются и доминируют, расположены между 50-й и 70-й параллелями. Различают два основных типа этих масс, характеристика которых приводятся ниже:
- Континентальные. Район формирования умеренных воздушных масс этого типа лежит на континентах (север Евразии и северная часть Северной Америки). Их типичные зимние температуры лежат в области 20-35 oC ниже нуля. Это достаточно сухие объемы воздуха, поскольку их уровень влажности не превосходит 0,6 г/кг. Летом их воздух прогревается до 5-15 oC, а влажность повышается в 10 раз и достигает значений 6 г/кг. Как показывают эти цифры, полярные массы даже летом остаются достаточно прохладными и сухими. Их принято обозначать символом cP.
- Морские. Образуются они в северной части Атлантического и Тихого океанов. Температура умеренных воздушных масс этого типа колеблется значительно меньше в течение года, чем аналогичная величина для cP. Так, зимой ее значения составляют 0-10 oC, а летом - 2-14 oC выше нуля. Эти массы являются относительно нестабильными и влажными (10 г/кг). Обозначают их буквами mP (m - морская).
Вопрос стабильности масс воздуха
Рассмотренная классификация и характеристики умеренных воздушных масс являются идеальными или модельными. В действительности эти атмосферные образования находятся в постоянном движении. Проходя над территорией, свойства которой отличаются от регионов формирования масс, последние изменяются. Чтобы понять, в какую сторону будут идти эти изменения, необходимо ответить на 2 вопроса:
Когда масса имеет более низкую температуру, чем поверхность, то ее нижние слои нагреваются, что создает благоприятные условия для перемешивания воздуха в ней с помощью конвекции. То есть происходит ее дестабилизация. Этот процесс приводит к выпадению осадков, если влажность воздуха является достаточной. Для описания описанного эффекта используют латинскую букву k.
Обратная ситуация: масса является более теплой, чем поверхность. В этом случае ее нижние слои охлаждаются, что создает инверсию температуры в ее основании, это препятствует образованию конвекционных потоков. В таком случае говорят, что масса стабилизируется. Этот процесс обозначают на картах буквой w. Следствием стабилизации массы является возникновение тумана и ухудшение видимости.
Воздушные массы умеренного пояса в январе и июле
Проще всего этот вопрос рассмотреть с использованием карты. Она приведена на рисунке ниже.
Верхнее изображение соответствует зонам формирования и движения масс воздуха в январе. Здесь видно, что на территории севера Евразии и Северной Америки доминирует стабильная cP. Западная же часть Европы находится под влиянием арктических (см. фронт AF) и морских холодных полярных масс (mPk), которые, проходя над Атлантическим океаном, насыщаются водяными парами. Последние, конденсируясь, приводят к образованию сильных дождей, снегопадов и града. На юге Европы, в зоне Средиземного моря, доминирует теплый тропический морской фронт (mTw).
Нижний рисунок демонстрирует распределение воздушных масс в июле. На нем видно, что воздушные массы умеренного пояса на севере Евразии в середине лета характеризуются фронтом арктического (AF) и морского холодного полярного воздуха (mPk), приводящим к образованию дождей. Континентальный полярный воздух (cPk) опускается в более низкие широты, а на юге Европы полностью доминирует тропическая континентальная сухая масса (cT). В свою очередь, большая часть Североамериканского континента (за исключением севера) находится под влиянием нестабильных тропических влажных масс (mT).
