9.Воздушные массы.

Тропосфера расчленяется на ряд воздушных масс, каждая из которых по своим физическим свойствам относительно однородна в горизонтальных направлениях, но может резко отличаться от других соседних масс. К свойствам массы относятся: температура, влагосодержание, прозрачность, облачность. Горизонтальная протяженность воздушных масс может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч километров.

Первичные свойства воздушных масс зависят от мест их образования. Различают арктический (АВ), умеренный (УМ), тропический (ТВ), экваториальный (ЭВ) воздух, каждый из которых, в свою очередь, подразделяется на морской и континентальный.

Формирование воздушных масс, как правило, происходит над однородной подстилающей поверхностью в антициклонах. По термическому состоянию различают теплые, холодные и местные воздушные массы. Теплыми называются воздушные массы, которые в данном месте охлаждаются; холодными - которые прогреваются; местными - которые находятся в радиационном и термодинамическом равновесии и температура их со временем не меняется.

Превращение пришедшей в данный район массы в местную называется трансформацией воздушной массы. Обычно полная трансформация происходит за 3-7 суток.

Воздушные массы бывают устойчивые и неустойчивые. Устойчивая воздушная масса - это масса, в которой преобладает устойчивое вертикальное равновесие и не развивается термическая конвекция. Устойчивое состояние происходит при вертикальном температурном градиенте менее 0,6 °С/100 м. Наибольшая устойчивость отмечается при температурных инверсиях. Различают теплую устойчивую воздушную массу и местную. Теплая устойчивая воздушная масса образуется при адвекции тепла на холодную подстилающую поверхность (снежный покров, поверхность моря). При наличии мощной температурной инверсии наблюдается штиль. При этом могут наблюдаться адвективные туманы, для которых характерна небольшая плотность у земли, но возрастающая с высотой.

Местная устойчивая масса над сушей возникает в результате сильного радиационного выхолаживания подстилающей поверхности и нижнего слоя воздуха. Такая воздушная масса наблюдается над сушей в умеренных широтах зимой, а в Арктике и Антарктике - в течение всего года. При этом образуется мощная температурная инверсия в слое воздуха до 2-3 км от земли. Для такой массы характерны низкие температуры воздуха, малая удельная и большая относительная влажность воздуха, преобладание слабого ветра. Могут быть радиационные туманы, обычно не очень плотные.

В неустойчивой воздушной массе вертикальный температурный градиент чаще всего более 0,6 °С/100 м и может развиваться как термическая, так и динамическая конвекции. Для неустойчивой массы летом наиболее характерны кучевые и кучево-дождевые облака. Если преобладает динамическая конвекция, то облачность может иметь слоисто-кучевой характер. Скорость ветра при одной и той же величине барического градиента в неустойчивой массе больше, чем в устойчивой. Ветер часто бывает порывистым, а при прохождении кучево-дождевых облаков наблюдаются шквалы. В приземном слое воздуха дальность видимости выше, чем в устойчивой массе.

Различают также холодную неустойчивую и местную неустойчивую массы. Холодная неустойчивая масса возникает при адвекции холода. Она отличается пониженной температурой воздуха, порывистым ветром, меняющейся конвективной облачностью. При этом образуются довольно многочисленные, но не крупные и не очень мощные кучево-дождевые облака, внешне напоминающие слоисто-кучевые. Из них выпадают кратковременные и не очень интенсивные осадки, хотя они могут повторяться по несколько раз в день. Обычно осадки без гроз. В холодное время года, весной и осенью осадки могут выпадать в виде ливневого снега или снежной крупы при резком усилении ветра («снежные заряды»).

Местная неустойчивая воздушная масса возникает над сушей летом в жаркую погоду, при малоградиентных барических полях. Ветры слабые, разнообразных направлений, с хорошо выраженным суточным ходом. В связи с интенсивной солнечной радиацией сильно развита термическая конвекция с образованием во второй половине дня мощных кучевых облаков, переходящих в крупные по высоте и горизонтальной протяженности кучево-дождевые облака. Выпадают из них ливневые осадки в виде крупнокапельного дождя или града, сопровождаемые сильными грозами и шквалами. К ночи облачность резко уменьшается, часто до полного прояснения. Быстрое охлаждение приземного слоя воздуха ликвидирует неустойчивость воздуха; возникает ночная радиационная инверсия, а там, где почва увлажнена осадками, может образоваться поземный туман.