Поскольку каждая воздушная масса сравнительно однородна, метеорологи создали классификацию, в которой выделили четыре главных типа воздушных масс, причем каждый тип подразделяется на подтипы. Классификация основана на физических свойствах рассматриваемых воздушных масс. Названия воздушным массам при классификации давались на основании климатических особенностей тех областей Земли, в которых формируются эти массы. Тем самым название каждой массы сразу дает некоторое указание на ее температуру и влажность.

Четыре главные воздушные массы, выделенные в рассматриваемой классификаций, таковы. Арктическая (А) и полярная (П) воздушные массы имеют низкую температуру и малую влажность. Разница между этими воздушными массами невелика, но она отражает некоторое различие тех очагов, в которых массы формируются. Тропическая (Т) и экваториальная (Э) воздушные массы — теплые и влажные. Разница между ними тоже невелика, но и она характерна для двух воздушных масс, сформировавшихся в разных очагах.

Воздушные массы, образовавшиеся в четырех главных очагах, отражаемых названиями этих масс, подразделяются далее в зависимости от вида поверхности, над которой они формировались. Различают массы континентальные (к), сравнительно сухие, сформировавшиеся над сушей, и морские (м) — сравнительно влажные за счет испарения с водоемов, над которыми они формировались.

Метеорологи используют еще и более детальное подразделение воздушных масс, которое уже не представляет особенно большого интереса для читателей. Отметим лишь те детали, которые будут встречаться при описании воздушных масс над США. Названия „теплая" (т) и „холодная" (х) указывают на тепловое состояние данной массы по сравнению с тепловым состоянием земной поверхности, над которой находится или двигается данная воздушная масса. Кроме того, названия „тихоокеанский воздух", „атлантический воздух" и „воздух Мексиканского залива" характеризуют основные водные бассейны, над которыми формируются воздушные массы, поступающие на территорию США.

Воздушные массы, встречающиеся в США, описаны ниже в связи с описанием климатических особенностей районов их формирования и вида поверхности, над которой они образуются. Поэтому мы используем эти признаки при рассмотрении воздушных масс на территории США. Такие же воздушные массы определяют характер погоды и в других районах земного шара. Климатические же условия, создающие весьма различную погоду в разных его частях, определяются такими факторами, как широта места, его близость или удаленность от крупных водоемов, характер ближайших морских течений, особенности окружающих районов суши.

Итак, основные воздушные массы, встречающиеся на Земле, формируются в четырех главных очагах. В каждом очаге формируется воздушная масса, обладающая своими особыми физическими свойствами, приобретенными ею при взаимодействии с местными источниками тепла, влаги и т. д.

В районах северного и южного тропиков формируются две основные воздушные массы: над континентами — континентальный тропический воздух (кТ), над океанами — морской тропический (мТ). Сухой горячий континентальный воздух является главной причиной возникновения многих пустынь в субтропических широтах нашей планеты. В поясе пассатов формируется теплый и влажный морской экваториальный воздух (мЭ). В этом поясе мало суши, несмотря на это он оказывает на развитие атмосферных процессов не меньшее влияние, чем континентальные районы. В северных районах Атлантического и Тихого океанов формируются воздушные массы третьего типа. Это — прохладный и влажный морской полярный воздух (мП) и холодный и сухой континентальный полярный воздух (кП), формирующийся в поясе 55—65° с. ш.

• Определение

• Географическаяклассификация атмосферных масс

• Областиисточников и характеристики атмосферныхмасс

• Процессытрансформации атмосферных масс, свойстватрансформированных масс

• Идентификацияатмосферных масс и их трансформацияна синоптических картах

Определение

Атмосферноймассой называется некоторый большойобъем воздуха с относительно однороднымитермодинамическими и оптическимисвойствами.


1. Что означает "определенный,великий..."?

Термин "определенный" подразумеваетнеопределенный размер и массовыесвойства. В этом определении указываетсятолько то, что атмосферная масса имеетконечный объем. Под термином "большой"подразумевается порядок величины -обычно атмосферная масса распространяетсяна площади от нескольких до несколькихмиллионов км2 и достигает высоты от 2 до3, иногда даже 4 км над поверхностьюЗемли. Нет (есть) массы малого объема,порядка площади основания в несколькосотен тысяч или несколько сотен км².

(2)Что подразумевается под "термодинамическимисвойствами"?

Это просто означает, что атмосфернаямасса имеет определенноеколичество тепла, характеризуемоетемпературой воздуха в ней и определеннымколичеством влаги (водяного пара),присутствующей в этоймассе. Содержание водяного пара в массетакжеопределяет теплосодержание - в процессахконденсации проявляется теплотаконденсации,ранее выделенная как скрытая теплотапарообразования

3 Что подразумеваетсяпод термином "... относительнооднородным..."?

Это просто означает, что в пределаходной и той же массы температура воздухаи вертикальные градиенты температурывоздуха и значения давления водяногопара на данной высоте похожи друг надруга. Они не идентичны, потому что немогут быть таковыми хотя бы из-завозникающих региональных различий(изменения широты и долготы местности,над которой находится масса, и другиепричины), но они находятся в определенном,достаточно четко определенном диапазонеизменчивости. Температура и влажностьвоздуха в пределах данной массы, несмотряна различия, больше похожи друг на друга,чем на температуру и влажность воздуха,измеренные в другой, соседней массе.

4Что подразумевается под термином "...оптическиесвойства ..."?

Как правило, речь идет о прозрачностивоздуха. Прозрачность воздуха в целомзависит от наличия в воздухе продуктовконденсации водяного пара (микрокапель,образующих туман, капель и частиц льда,образующих осадки, ...) и других твердыхчастиц в воздухе, которые не являютсяпродуктами конденсации. Последниепредставляют собой различные виды пыли,которые возникают на поверхности Землии попадают в тропосферу в результатеестественных процессов (например,минеральная пыль, поднятая ветром споверхности пустыни, частицы морскогоаэрозоля с поверхности океана, пыльцас только что распустившихся сосен, ...).и те, которые попадают в атмосферу врезультате деятельности человека(твердые частицы от топлива, которое небыло сожжено до конца, частицы пыли отшин, скребущих поверхность автострады,пыль от ковров, которые чистят передПасхой, ...). В результате оживленнойхозяйственной деятельности на определенныхтерриториях наблюдается большоеколичество загрязнений, вносимыхчеловеком в атмосферу. Посколькупоявление продуктов конденсации сильноизменяется во времени и пространствеи зависит от процессов, протекающих всамой массе, появление твердых примесейв массе учитывается при характеристикеоптических свойств массы. Снижениемпрозрачности за счет продуктов конденсациипренебрегают.

Какпроисходит формирование атмосферноймассы?

Представим,что воздух (из любого источника) поступаетв район Северной Африки (Сахара, Судан)и затем оседает над этим районом.Поскольку земля здесь сильно нагревается,воздух начинает нагреваться от земли.В нижней тропосфере вертикальныетепловые градиенты увеличиваются, ибыстро возникают условия для неустойчивогоравновесия. Сильно нагретый воздухотрывается от поверхности и начинаетподниматься вверх. В процессе подъемаон турбулентно перемешивается сокружающим воздухом, и средняя температураслоя, в котором происходят вертикальныедвижения воздуха, повышается (типичнаякартина интенсивного переноса разумноготепла от земли к атмосфере). Возникновениевертикальных движений будет продолжатьсядо тех пор, пока вертикальный градиенттемпературы во всем слое, куда доходятвертикальные движения, не выровняется,достигнув значения 1 град/100 м (переходот неустойчивого равновесия к нейтральномуравновесию). В результате такого процессатемпература этого воздуха значительноповысится.
Почва в обсуждаемом районе(Северная Африка) не отличается особойувлажненностью - здесь есть пустыни иполупустыни. Поэтому этот воздух неможет обогатиться водяным паром.Повышение температуры влечет за собойснижение относительной влажности (иувеличение дефицита влаги), и воздухстановится относительно сухим. Такимобразом, этот воздух при повышениитемпературы будет становиться все сушеи суше.
Каждый порыв ветра будетподнимать частицы пыли с поверхности(местность без густой растительности,сухая). Пыль, находящаяся в слое воздухау земли, переносится восходящими потокамивверх. С течением времени запыленностьэтого воздуха увеличивается, а егопрозрачность уменьшается.
В результатетаких процессов через несколько днейвоздух над Северной Африкой станетгорячим, относительно очень сухим, аего прозрачность будет низкой. Дальнейшеепребывание воздуха над районом СевернойАфрики уже не вызовет его изменений.Таким образом, образовалась воздушнаямасса с определенными термодинамическимии оптическими свойствами. Высокаятемпература, высокая сухость и сильнаязапыленность будут характерны как дляотдельных объемов этого воздуха,находящегося над Испанской Сахарой,центральной Ливией, южным Египтом илиЧадом, так и для всего его объема надрассматриваемой территорией.

Каквидно, воздух приобрел свойства земли.Этот процесс, в ходе которого воздухприобретает набор специфическиххарактеристик у земли, называетсяформированиематмосферной массы. Область,над которой происходит образованиемассы, и масса может принимать от нееспецифические характеристики, называетсяобластьюисточника.

Теперь,если такой большой объем воздуха подвлиянием атмосферной циркуляциисмещается со своего места и перемещаетсянад другой областью, например, над южнойи центральной Европой, его свойства немогут измениться мгновенно. Это требуетвремени. Атмосферная масса, перемещающаясяиз Северной Африки в течение 2-3 дней,даже если она будет двигаться надобластями с другими свойствами (например,над Средиземным морем), принесет с собойочень мало изменений в свойствах(температура, влажность, прозрачность),которые она приобрела над исходнойобластью. Способность массы сохранятьв течение некоторого времени свойства,приобретенные над областью источника,называется консервативнымисвойствами атмосферных масс.

Возвращаяськ примеру, можно сказать, что с приходомтакой массы над, например, Балканскимполуостровом, Венгрией и Румынией,температура воздуха будет очень высокой,влажность воздуха низкой и возникнетмутность. Очевидно, что если мы можемопределить характер поступающейатмосферной массы над данной территорией,мы можем иметь хорошее приближение, покрайней мере, к некоторым характеристикампогоды, которая будет наблюдаться надэтой территорией. Для того чтобы полностьюохарактеризовать погоду, котораявозникнет в данной местности с приходомопределенной массы, необходимодополнительно учитывать процессывзаимодействия (интеракции) этой массыс землей, что требует анализавнутримассовой погоды.Тем не менее, уже из этого наивногоописания следует, что полезность знанияхарактеристик атмосферных масс дляпрогнозирования изменений погоды илиинтерпретации синоптических карточевидна.

Географическаяклассификация атмосферных масс

Вразличныхучебниках можно встретить различныеклассификации атмосферных масс. Такиеклассификации, как "холодные массы- теплые массы", "сухие массы -влажные массы", "нестабильные массы- стабильные массы" имеют значениеотносительных классификаций; например,не существует масс, которые были быстабильными или нестабильными массамиво всех условиях, только экстремальныемассы с точки зрения тепловой дифференциациивсегда могут рассматриваться как теплыеили холодные.

Основнойклассификацией масс является географическаяклассификация атмосферных масс. Онаоснованана характереисходной области массы. Учитывает в общем виде тепловыесвойства грунта, выделяя массы, характерныедля данных географических зон ссоответствующим характером режиматеплового баланса. Начиная с полюсов(здесь северный), можно последовательновыделить климатические зоны,характеризующиеся определенным сходствомих теплового режима. Это будут, в своюочередь:

• Арктическаязона,в которой тепловой баланс отрицательныйкруглый год. Зимой тепловой балансдостигает больших отрицательныхзначений, летом значительно меньше, нои знак баланса отрицательный. Поэтомутемпература воздуха в этой зоне круглыйгод будет ниже нуля градусов по Цельсию.Зимой температура воздуха будет оченьнизкой - в среднем от -45 до -40 до минусдесятка градусов Цельсия, летом - отминус нескольких до минус десяткаградусов Цельсия. Аналогом арктическойзоны в южном полушарии являетсяантарктическаязона;температура воздуха в антарктическойзиме ниже (может быть ниже) на 10-20°, вантарктическое лето (декабрь, январь,февраль) она в среднем ниже температурыв арктической зоне на аналогичнуювеличину.

• Умереннаязона,где тепловой баланс показывает оченьбольшие сезонные колебания. В период,когда солнце находится над тем жеполушарием, что и в зоне умеренногоклимата, тепловой баланс там положительный,температура воздуха колеблется отнескольких до 10°C на северной границеареала, до двадцати с небольшим градусовна южной границе ареала. Зимой тепловойбаланс в этой зоне отрицательный,температура воздуха колеблется от плюснескольких градусов на экваториальнойгранице ареала до минус нескольких надводами, минус нескольких десятков (от-30 до -60°C) над сушей на границе сарктической зоной. В результате в этойзоне наблюдаются большие колебаниятемпературы воздуха между летом изимой. Зимний воздух умеренной зоны(называемый полярнымвоздухом)прохладный или даже холодный (относитсяк северному полушарию), летний полярныйвоздух - теплый воздух.

• тропическаязона,в которой в течение всего года тепловойбаланс положительный, но в период, когдасолнце кульминирует над тропическойзоной полушария, температура воздухаочень сильно повышается, достигая28-40°C. При кульминации Солнца в другомполушарии температура воздуха несколькоснижается, но не опускается ниже значенияоколо 20°C. Таким образом, несмотря нато, что в течение всего года наблюдаетсявысокая температура воздуха (=> 20°C),в ее ходе отмечаются отчетливые сезонныеколебания.

• Экваториальнаязона,где в течение всего года наблюдаетсявысокий и сбалансированный положительныйтепловой баланс. Изменения высотысолнца в кульминации там малы, такжемала сезонная разница длины дня и ночи.Поэтому температура воздуха в этойзоне будет постоянно высокой (26-35°C) ине будет иметь значительных измененийв течение года.

Дополнительнымфактором, дифференцирующим массы,являются самые принципиальные различияв типе субстрата - океаническийиконтинентальный.Воздух, формирующийся над районамиокеанов и крупных морей, может бытьсильно насыщен водяным паром, посколькузапасы влаги в субстрате, с которогопроисходит испарение, практическинеисчерпаемы. Воздушные массы,формирующиеся над континентальнымирайонами, не могут содержать большееколичество водяного пара, поскольку споверхности земли не может испаритьсябольше воды, чем выпало на нее в видеосадков (фактически, здесь такженеобходимо учитывать "потери"осадков на отток и инфильтрацию, т.е.впитывание в землю). Поскольку удельнаятеплота воды очень высока, поверхностиморей и океанов обладают большойтеплоемкостью - они относительно медленнонагреваются под воздействием поступающейсолнечной радиации.

Большое количествотепла, "хранящегося" в поверхностномслое воды, отдается в атмосферу в холодноевремя года (если оно есть). Это приводитк относительно равномерной температуреповерхности океана в течение всегогода. На поверхности открытого океанагодовая амплитуда температуры поверхностиокеана невелика - от 1-2 градусов всубэкваториальной зоне до 7-8 градусовв умеренной зоне и снова уменьшаетсядо 3-4 градусов в субполярной зоне. Поэтомуи годовая амплитуда температуры воздуха,формирующегося над водами, относительноневелика. Поверхности земли сильноменяют свою температуру - в периодсильного облучения температураповерхности, например, пустыни (Сахара)может достигать 70 °C, в период безоблачнойночи температура земли в той же пустынеможет упасть до нескольких °C. То жесамое происходит и в годовом цикле; вумеренном климатическом поясе температурапочвы летом может достигать 40 и болееградусов, а зимой опускаться до минусдесятка или даже нескольких десятков°C (например, в Канаде, Восточной Сибири).

В результате воздушные массы, формирующиесянад континентами, будут характеризоватьсягораздо большей годовой амплитудойтемпературы, чем океаны. Поверхностисуши и океана не связаны с определеннымитепловыми зонами Земли, поэтому этоделение часто называют астрозональным.В результате действия фактора аст-зоныследует различать морскиевоздушные массыи континентальныевоздушные массы.Относительная влажность, характернаядля сформировавшихся морских воздушныхмасс, составляет около 80-85%.

Накладываяодно деление на другое (астрофоническоена зональное), мы получаем географическуюклассификацию атмосферных масс, вкоторой различают:

• Арктическийконтинентальный воздух (PAk),

• Арктическийморской воздух (PAm),

• Полярныйконтинентальный воздух (PPk),

• Полярныйморской воздух (PPm),

• TropicalContinental Air (PZk),

• Тропическийморской воздух (PZm),

• ЭкваториальнаяАвиация (PR).

Экваториальныйвоздух неделится наконтинентальный и морской. Причинаэтого кроется в том, что экваториальнаязона получает большое количествоосадков, причем они относительноравномерно распределяются в течениегода. В результате воздушные массы,формирующиеся в экваториальной зоненад сушей, могут быть почти полностьюнасыщены водяным паром в течение всегогода. Поскольку по влагосодержаниюэкваториальный воздух, возникающий надокеанами и над континентами, не отличается,а также нет больших различий в сезонномходе температуры океанического иконтинентального субстрата, то делитьэту массу на сухопутный и морской воздухне имеет смысла.

Расположениезон теплового баланса на Земле симметрично.В южном полушарии будут последовательноформироваться зоны формированиятропических и полярных воздушных масс.Чтобы выделить массы, формирующиеся всамых высоких широтах, воздух, формирующийсянад антарктическим ледяным щитом иводами вокруг Антарктиды, покрытымиплотным морским льдом, называетсяантарктическим воздухом (сокращенноPAn).Этот воздух имеет характеристикиконтинентального воздуха.

Областиисточников и характеристики атмосферныхмасс

Арктическийконтинентальный воздух (PAk)

PAkформируется в высоких широтах надтерриториями суши, покрытыми круглыйгод снегом и льдом (ледяные щиты;Гренландия) и над водоемами, покрытымиплотным (>7) морским ледяным покровом.Плотный ледяной покров перекрываетпоток тепла из океана в атмосферу - тепломожет проходить через лед только путемтеплопроводности, однако этот процессочень неэффективен. Это не вызываетсущественных различий в свойствахвоздуха, формирующегося над оледеневшимиучастками суши в высоких широтах и надкомпактным морским льдом в тех жеширотах.
Зимой ареал распространенияисходных масс ПАК расширяется, достигаяпобережья Америки, Азии и СВ края Европы,летом он сужается, охватывая Гренландию,центральную и северную части Канадскогоархипелага и бассейны центральныхчастей Северного ледникового океана(выше 80° с.ш. в Атлантическом секторе,75-80° с.ш. в других секторах).
Особенностьюмассивов ПАК является их низкаятемпература: зимой в среднем от -35 до-25°, летом от минус десятка до минуснескольких °C. В этом массиве наиболеечасто встречается система инверсий(самая низкая температура у поверхностиЗемли), поэтому, особенно зимой, температурау поверхности значительно ниже указанной.В условиях низкой температуры количествоводяного пара, необходимое для насыщениявоздуха, невелико. Поэтому ресурсводяного пара в ПАК минимален (типичноетекущее давление от долей до 2 гПа), даженесмотря на относительно высокуюотносительную влажность (~60%). Естественнаяпрозрачность ПАК превосходна; в условияхледяного и снежного покрова пыль иаэрозоли, снижающие прозрачностьвоздуха, не могут проникнуть в атмосферу.Кроме того, антропогенные загрязнителине попадают в атмосферу (это не зонаинтенсивной деятельности человека).Поэтому, пока в PAk нет продуктовконденсации, видимость может бытьотличной (VV = 9).
Когда воздух из массыPAk прогревается над поверхностью суши(например, летом или в переходные сезоны),дефицит влаги в этом воздухе быстроувеличивается, и этот воздух становитсяочень сухим. Над водами этот воздухбыстро нагревается, но в то же время оночень быстро обогащается водяным паром,поэтому очень быстро (~12 часов) превращаетсяв воздух ПАМ (арктический морской воздух:о процессах трансформации см. ниже).

Арктический морскойвоздух (PAm) 

PAmформируется в высоких широтах в течениевсего года над водами, покрытыми менееплотным ледяным покровом (> 7) или водамис отрицательными температурами.Температура арктического морскоговоздуха не очень низкая - от -2°C донескольких градусов ниже нуля (лишь висключительных случаях ниже -10°C).Относительная влажность этого воздухавысока - он насыщен водяным паром вдиапазоне 80-85%, что означает, что еготекущее давление находится в диапазонеот около 4 гПа до около 2 гПа. Это, приблагоприятных условиях, достаточновысокая влажность для интенсивногоразвития облаков вертикальной структурыв массе ПАМ (крайне неустойчивоеравновесие). Прозрачность масс PAmпревосходна.

Когда масса ПАМ попадаетна наземный субстрат, более теплый, чеммасса, масса нагревается и становитсяочень сухой (увеличение дефицита влаги).Когда масса ПАМ попадает в воды с болеевысокой температурой, одновременно сповышением температуры воздуха быстровозрастает давление водяного пара ввоздухе (сильное испарение с поверхностиморя), увеличиваются вертикальныеградиенты температуры и развиваютсясильные и очень сильные восходящиетечения (сильная конвекция). Дляпревращения ПАм в ППм требуется около24-48 часов (от t = -2 до t = +10-12°C на высоте 10м над водой, при относительной влажностине менее 80%.

Полярныйконтинентальный воздух (PPk)

PPk формируется над внутриконтинентальнымирайонами умеренных широт северногополушария (Сибирь, Монголия, север Китая,северная часть США, Канада). В южномполушарии в этих широтах отсутствуюткрупные земельные массивы, поэтомумассы PPk там неизвестны.

Зимний PPk оченьсильно охлаждается; его температураобычно на 20-40°C ниже нуля. Влажностьтакого воздуха низкая, это сухой воздухс незначительными запасами водяногопара (значение e обычно составляет долигПа). Прозрачность зимних PPk плохая, ввоздухе много пыли, значительная частькоторой является антропогеннымзагрязнением (промышленные загрязнения,продукты сгорания). Зимой в PPkрегистрируются самые низкие температурывоздуха - ниже, чем в ПАк.

Летний PPk характеризуетсяотносительно высокими температурами- от +10 на северных границах ареала до+25-28°C на южных границах ареала. Это сухойвоздух (низкая относительная влажность),но по сравнению с зимним воздухом онгораздо богаче водяным паром (e = 3-8 гПа).Прозрачность летних PPk плохая - воздухсильно запылен. Сильная запыленностьи загрязненность ППк, в дополнение кего температуре, является важнымдиагностическим признаком для визуальнойидентификации этой массы.

Полярныйморской воздух (PPm) 

PPm формируется над океанами и морямиумеренной зоны - над Северной Атлантикой,Северной частью Тихого океана и особеннонад обширными пространствами Южногоокеана и граничащими с ним частямиТихого, Индийского и Атлантическогоокеанов. Этот воздух характеризуетсяочень небольшими колебаниями температурыв течение года - колебания температурыс хорошим приближением соответствуютгодовым колебаниям температуры воды.Поскольку годовая амплитуда температурыводы находится в пределах 4-8°C, разницамежду зимней и летней температурамивоздуха невелика. В среднем, PPm от севернойграницы досягаемости составляет 4-6°Cзимой, 8-10°C летом, от южной границыдосягаемости 17-19°C зимой, 18-22°C летом.Относительная влажность PPm составляет80-85%, что при средней температуре около10 (зимой) - 15°C (летом) дает ресурс водяногопара в воздухе (e) около 10-14 гПа. Это оченьбольшой запас водяного пара в воздухе(температура точки росы около 8-12°C).Естественная прозрачность PPm оченьхорошая, но ниже, чем у PAk и PAm.

Хотя PPm изменяет свою температуру в течениегода в незначительной степени, егоадвекция на восток летом влечет за собойпонижение температуры, зимой - сильноеповышение температуры воздуха. Если,например, над Балтикой летомслаботрансформированный PPm поступаетс широты 50-55°, он приносит с собойтемпературу 14-16°С, что будет ощущатьсякак глубокое похолодание [PPm вытесняетППк], то зимой при адвекциислаботрансформированного PPm произойдетповышение температуры воздуха до 4-6(или чуть больше) градусов Цельсия, чтобудет сильным повышением температурывоздуха (на суше внезапная оттепель).

Тропическийконтинентальный воздух (PZk)

PZkформируется над внутриматериковыми(внутриконтинентальными) районамитропических и субтропических зон обоихполушарий (см. карту ниже). Территории,над которыми формируются массы PZk,представляют собой пустынные илиполупустынные районы, в основном лишенныегустого растительного покрова. Температураземли здесь очень высокая, особенновысокая в период, когда солнце кульминируетнад данным полушарием. В результатетемпература ПЗк также очень высока -20-30°C в период кульминации Солнца впротивоположном полушарии, 30-40°C в периодкульминации Солнца над районамиисточников. Влажность PZk очень низкая- часто относительная влажность падаетдо нескольких %, однако в основном онасоставляет от нескольких до более 20%(типичные значения tp = 30-35°C, td ~8-13 гПа).Содержание водяных паров в этом воздухеневелико, однако значительно выше, чем,например, в ПАМ. Однако, за исключениемисключительных случаев, температураэтого воздуха может не снизиться дотемпературы точки росы, поэтому содержаниеводяного пара в этой массе практическинезначительно. Прозрачность PZk плохая- воздух сильно загрязнен, обычно притокэтой массы сопровождается сильным илислабым помутнением. Сухость почвы иотсутствие растительного покроваприводит к тому, что каждое движениевоздуха поднимает с земли больше илименьше пыли, которая затем переноситсяконвекцией даже на высоту среднейтропосферы. Здесь часто возникаютпыльные и песчаные бури, переносящиепыль из пустынь на большие расстояния.ПЗк - это очень горячий, очень сухой иочень пыльный воздух. Из всех атмосферныхмасс PZk обладает наихудшей прозрачностью.

Тропическийморской воздух (PZm)

PZmформируется над океаническими районамитропической и субтропической зоны обоихполушарий (Атлантика: 40-35° с.ш. до 15-10°с.ш. и 8-40° ю.ш., Тихий океан 40-15° с.ш. и0-35° ю.ш., Индийский океан - над севернойчастью зимой северного полушария отбереговой линии до 5° с.ш., летом северногополушария тропический морской воздухнад этой частью Индийского океана необразуется, Индийский океан к S отэкватора - от 40° ю.ш. (летняя южная часть)до 35° ю.ш. (зимняя южная часть) до 8-5°ю.ш.). Этот воздух на своей полярнойгранице ареала имеет температуру от 20до 22°C, на границе с экваториальнымвоздухом - около 28°C. Относительнаявлажность этого воздуха составляет80-85%, что означает, что запас водяногопара в нем огромен (примерно в два разабольше, чем в PPm; e примерно от 20 до 32 гПа;td в диапазоне от 17 до 26°C). Сезонныеколебания температуры этого воздуханесколько более выражены на полярныхграницах ареала, где они могут достигать3-4°C, становясь минимальными (1-2°C) вцентральных областях формирования.Прозрачность PZm - от хорошей до оченьхорошей, немного хуже, чем у PPm. Причинойнебольшого ухудшения прозрачности PZmявляется очень высокое содержаниеводяных паров в этом воздухе.

Экваториальныйвоздух(PR)

Массыэкваториального воздуха образуютсянад сушей и морем в экваториальной зоне,однако их появление носит прерывистыйхарактер (то есть они не образуютнепрерывный пояс вокруг Земли). Они невстречаются над восточной частью Африки[Сомали и западной частью Аравийскогоморя].
Вянваре вТихом океане от линии перемены дат(180°) они образуют узкий пояс, полностьюрасположенный в Северном полушарии(ось пояса в среднем составляет 10° с.ш.)и направляющийся к побережью ЦентральнойАмерики. Над Южной Америкой ареалисточника ПР быстро расширяется ивключает бассейн Амазонки у северныхчастей Бразильского нагорья (см. карту),затем снова южная граница ареаладостигает экватора, когда севернаяграница ареала находится примерно на8° с.ш. Над Африкой он охватывает южныеберега Гвинейского залива, Гвинейскийзалив, бассейн Конго и районы к югу отнего, проходя в Восточной Африке к югуот экватора. От Африки пояс PR идет навосток вдоль ~15° ю.ш. к северной Австралии.На ~090° в.д. пояс ПР расширяется, увеличиваясьв протяженности к северу, так что ПРтакже охватывает Сундайский архипелаги южную часть Малайского полуострова.Она продолжается на восток в медленносужающемся поясе, переходя в Северноеполушарие в районе 180° (линия сменыдаты). В западной и центральной Атлантикенаиболее удаленная от юга зона формированияи появления ПР достигается в феврале-марте,когда она в среднем составляет от 4°с.ш. до 5° ю.ш.
Виюле (обычнолетом северного полушария) пояс появленияэкваториального воздуха смещается ксеверу (см. карту - июль), при этомнаибольшие изменения в ареале ПРнаблюдаются в северной части Индийскогоокеана и на прилегающих землях. ОхватПР распространяется почти на весьИндийский субконтинент, Индокитай,включая Малайский полуостров, и достигаетЮжного Китая. Это значительное изменениестепени ПР над северной частью Индийскогоокеана и Южной и Юго-Восточной Азиейсвязано с муссонной циркуляцией (см.муссоны, летний муссон). Экваториальныйвоздух формируется над Индийским океаномуже к S от экватора, но из-за смещения ксеверу ЗМС (зоны межтропическойконвергенции, ITCZ) он течет в этомнаправлении к N.
Экваториальнаявоздушная масса характеризуется среднейтемпературой 26-28°C и относительнойвлажностью в пределах 90-100% (в среднем~92-94%). Это означает, что текущее давление(e) этого воздуха находится в пределах33-37 гПа, а температура точки росы (td)обычно на доли градуса - 2-3°C нижетемпературы воздуха. При такихтермогигрических параметрах массы ПРочень сильно неустойчивы; достаточноподнять такой воздух на 100-300 м, и в немуже начинаются процессы конденсации,и таким образом неустойчивое равновесиепревращается в крайне неустойчивоеравновесие. Прозрачность PR в целомхорошая, но явно уступает прозрачностиPZm.

Областиисточников атмосферных масс на Землев январе и июле по данным P.R. Crowe, 1987 -частично изменено автором.Обратитевнимание на смещение ареалов источниковв зависимости от изменения степенинагрева (сезона) того или иного полушария.Отметка 1 на картах января и июля - участкисуши умеренной зоны, где происходитнепрерывный обмен морскими иконтинентальными воздушными массами.В них преобладают морские воздушныемассы с различной степенью трансформации.Континентальные воздушные массы могутформироваться только в период длительнойантициклонической (радиационной) погоды.Над Европой в основном PPm превращаетсяв PPk, на Дальнем Востоке и в южной частиСевероамериканского континента гораздочаще PZm превращается в PZk или PPk; взависимости от сезона. Над СевернойАмерикой PZm как летом, так и зимой чащевсего поступает из Мексиканского залива.2 - области, в которых формируется PR. 3 накарте с июля - области с уже сформировавшимисяПР из южного полушария (влияние летнеймуссонной циркуляции).
Области,отмеченные как PZ на океанах - области спреимущественно аэрологическимивоздушными массами (центральные частимаксимумов), которые еще не приобрелитипичных характеристик PZm. Также области,над которыми формируются массы PZm, но вданный сезон часто наблюдаются вторженияPPm, которые затем трансформируются вPZm, так что процесс формирования массPZm не завершен и встречаются массы болеетеплые, чем типичные массы PPm, еще недостигшие типичных характеристик PZm.

Процессытрансформации атмосферных масс, свойстватрансформированных масс

Атмосфернаямасса, которая приобрела свои свойстванад некоторой областью источника,сохраняет набор приобретенных свойствв течение некоторого времени. Проходянад областями с различными свойствамигрунта, он со временем меняет своисвойства, быстрее или медленнеепревращаясь в другую атмосферную массу.Такой процесс изменения свойстватмосферной массы и ее постепенногопреобразования называется трансформациеймассы(сокращенно- трансформация).

Представьтесебе массу PPm,поступающуюс запада над территорией Европы зимой.Над зоной источника такая масса имееттемпературу около десятка °C, влажность80-85%. Двигаясь над водами восточной частиСеверной Атлантики в широтах 45-55° с.ш.,он почти не меняет своих термических игигрических параметров. Когда он входитнад охлажденной землей Западной Европы,он начинает медленно охлаждаться снизу.Над сушей также прекращаются потокитепла из океана в атмосферу, которыенад океаном все это время дополнялипотери тепла из воздуха за счет излучения.В результате температура воздуханеуклонно снижается, что влечет за собойувеличение относительной влажности(температура воздуха приближается ктемпературе точки росы). В такой ситуациивоздух преодолевает даже не оченьвысокие возвышенности местности врайоне Британских островов, Франции,Германии и способствует выпадениюосадков. В результате этого содержаниеводяного пара в воздухе уменьшается помере снижения температуры, а относительнаявлажность (у земли) остается высокой.Достигая Центральной Европы, над Польшейи Балтийским морем, температура в такомвоздухе снижается до +4, +6°C, относительнаявлажность остается на уровне ~80%, хотязапас водяного пара (e), который над зонойисточника составлял 14-15 гПа, теперьснизился до 7-9 гПа. Такая масса уже неявляется типичной ППМ, так как еетемпература и текущее давление (e) намногониже значений, характерных для зимнейППМ. В то же время, эта масса не являетсязимним ППк, поскольку температура,содержание водяного пара и относительнаявлажность значительно выше, чем характернодля зимнего ППк. Особенности такой массыявно указывают на ее изначально морскоепроисхождение. Такую массу можно назватьстаройморской полярной воздушной массой(обозначениеPPms).Теперь эта масса еще больше "похожа"на морскую, чем на континентальную.
Продвигаясьдальше на восток - например, над Россией,он будет постепенно остывать, частичноза счет контакта с холодной землей, нов основном за счет излучения тепла вкосмос (ИК - длинноволновое излучение).Уже над Беларусью температура будетниже 0°C. С понижением температуры воздухапостепенно происходит конденсация,избыток водяного пара над значением E(максимальное давление, которое являетсяфункцией температуры воздуха) будетконденсироваться. В результате, еслипосле нескольких дней такой "миграции"воздух будет лежать где-то между Москвойи Уралом, то еще через несколько днейего температура может опуститься доминус десятка-другого °C, даже если еговлажность будет очень высокой (80-95%),количество водяного пара в нем будетничтожно мало (e ~2 гПа). На своем путивоздух будет поглощать различныепылинки, пыль и загрязняющиевещества (восновном антропогенного происхождения),в результате чего его прозрачностьснизится. Из-за возникновения инверсии(более теплый субстрат находится надболее холодным субстратом) загрязнениене может быть перенесено в более высокиеслои атмосферы, поэтому снижениепрозрачности будет очень сильным всамой нижней тропосфере.
Такимобразом, черездесяток или около того дней ППм превратитсяв типичный зимний ППк;сильно охлажденный, сухой (в смысленичтожного количества водяного пара)и с низкой прозрачностью.

Ходпроцессов трансформации воздушныхмасс сложен - он зависит от многихфакторов одновременно. Во-первых, этозависит отэнергетических ресурсов в воздухе;чем больше энергетическихресурсов,тем больше времени должно пройти, чтобыпроизошла трансформация. Во-вторых, оназависит отразницы температур воздуха и егооснования (точнее,от запасов тепла в основании; энтальпия.Если температура и количество водяногопара в воздухе такие, какие они есть, асубстрат имеет те характеристики,которые он имеет, то в большинствеслучаев все зависит от времени. Чемдольше масса находится над областью,характеристики которой отличаются отхарактеристик области ее источника,тем сильнее она трансформируется (болееподробную информацию практическогохарактера см. в разделе "Идентификацияатмосферных масс и определение степениих трансформации на синоптическихкартах").

Однаконе все здесь так просто. Процессытрансформации не являются симметричными.
Когдаконтинентальные воздушные массы попадаютв океан, ониочень быстро трансформируются. Еслиэти массы холоднее воды, то происходитбыстрый поток тепла и водяного пара изокеана в воздух, развиваются сильныевосходящие течения, переносящие теплои пар на высоту, достигаемую конвекцией.Если континентальный воздух теплееводы, то даже после охлаждения егонижнего слоя от воды, как правило, еготемпература не достигает температурыточки росы, поэтому будет происходитьсильное испарение; оно будет тем сильнее,чем суше был воздух (Помните, что главнаяособенность континентальных масс - ихсухость). Как правило, в течение 24 часовконтинентальный воздух, выходящий надокеаническими водами, трансформируетсяв морской воздух, подходящий для зонытрансформации. По этой причине мы неделаем различий между старымиконтинентальными воздушными массами. 

Морскойвоздух содержитотносительно много водяного пара. Помере охлаждения происходят процессыконденсации, поэтому содержание водяногопара в воздухе постепенно уменьшается,но относительная влажность обычноувеличивается или остается близкой квлажности массы над зоной источника. Вто же время процессы конденсациисопровождаются выделением теплаконденсации, что сильно задерживаетпонижение температуры воздуха. Когдаморские воздушные массы проникают надсушей (или водой), которая холоднее их,в нижнем, прилегающем слое воздухаобразуется инверсионный уровень. Онболее или менее густой, в зависимостиот турбулентности воздушного потоканад сушей. Ниже верхней границы уровняинверсии образуются облака (St илисуб-инверсия Sc), которые также ограничиваютизлучаемое тепло и тем самым ослабляютскорость снижения температуры. Еслиморской воздух проникает над сушейболее теплым, чем она есть, он быстронагревается снизу. Развивается сильнаяконвекция, сопровождаемая развитиемоблаков (Cu med, Cu con., в крайних случаяхCb). Температура воздуха медленноповышается, водяной пар в воздухеуменьшается (выпадают осадки), относительнаявлажность снижается. Выпавшие осадкичастично испаряются, забирая теплотуиспарения с поверхности земли, что, содной стороны, снижает температурупочвы и, следовательно, поток ощутимоготепла в атмосферу, с другой стороны,частично дополняет потери пара в воздухе,из-за чего относительная влажность непадает быстро.
Врезультате процессы трансформацииморских воздушных масс в континентальныезанимают длительное время, от несколькихдо десятка и более дней. Они происходятгораздо быстрее, когда субстрат имеетвысокую, намного более высокую температуру,чем температура воздуха (например,трансформация PPm в PZk), очень медленно,когда субстрат имеет даже намного болеенизкую температуру, чем температуравоздуха (трансформация массы PPm в PPkзимой).

Чащевсего происходит трансформация масс:

• ПАквПАм.Такая ситуация возникает, когда воздухПАК проходит над водами, покрытымиразмытым морским льдом, или над водами,не покрытыми морским льдом, даже еслиих температура на несколько градусоввыше нуля. Трансформация происходиточень быстро, в течение 24 часов (в крайнихслучаях даже меньше). Этот воздух вприповерхностном слое имеет температуруслегка отрицательную или около нуля,вертикальный градиент температурыочень большой (2 и более °C/100 м), содержаниеводяного пара в этом воздухе оченьбыстро увеличивается, а относительнаявлажность, несмотря на быстрое повышениетемпературы, быстро возрастает до75-85%.

• PAmвPPm.Дальнейшее движение арктическогоморского воздуха над более теплой водойприводит к трансформации ПАм в ППм. Этозанимает от 24 до 48 часов.

• PPmвPPms.Полярный морской воздух, поступающийнад сушей, медленно трансформируетсяв ППМ. Процессы трансформации происходятотносительно медленно, когда земляхолоднее воздуха, и быстрее, когда землятеплее воздуха.

• PZmвPPm.Трансформационные процессы происходятв случае меридиональной циркуляции, спритоком масс PZm в более высоких широтах.Процесс трансформации идет медленно.

• Трансформациямасс PPm происходит с меридиональнойциркуляцией, когда массы PPm устремляютсяв более низкие широты. Процесстрансформации происходит очень быстро.

• 
  

Идентификацияатмосферных масс и их трансформация насиноптических картах

Еслимы хотим определить характер погодывнутри массы или выяснить, с какойстепенью активности холодного фронтамы можем иметь дело, или если мы простохотим определить, в каком направлениибудет изменяться температура воздухав интересующем нас районе, мы должныопределить, с какой атмосферной массоймы имеем дело в данный момент. Приведенныениже рекомендации являютсяочень большим упрощением поотношению к синоптической практике,однако описанные ниже действия возможноосуществлять на судне, где доступ кметеорологическим данным, кроме карт,получаемых через факсимильный приемникили Интернет через INMARSAT, ограничен.Кроме того, представленный ниже методне занимает много времени, но требуетминимального знания областей источникови свойств атмосферных масс, а такжеобщего понимания процессов преобразованиямасс.

Такойанализ проводится на нижней синоптическойкарте (SLP), на картах анализа он проводитсятак же, как и на картах прогноза. Мыпомним, что система изобар определяетдинамику воздушных масс. Существенныеособенности движения воздушных масснад слоем трения хорошо описываютсягеострофическим ветром. Если мы хотимзнать, с какой атмосферной массой мыимеем дело над интересующей настерриторией, мы должны проверить, откудапоступает воздух. Самый простой способсделать это - направиться "противветра" геострофического ветра. Этответер, как мы помним, дует параллельноизобарам, оставляя в северном полушарииболее низкое давление слева, болеевысокое справа (в южном полушарии болеенизкое справа, более высокое слева).Стоя "лицом" к ветру, эти направлениябудут обратными. Обратившись лицом кветру, мы окажемся над областью источника,т.е. над областью, над которой образоваласьмасса. Таким образом, можно определитьпервоначальное происхождение массы.Затем следует проверить, перемещаетсяли он во время воздушного потока надтой же самой землей. Если нет - процессытрансформации данного воздуха будутпроисходить в направлении "адаптации"его свойств (температура воздуха, ресурсыводяного пара в воздухе, относительнаявлажность, прозрачность) к типу субстрата,над которым он протекает. Степеньтрансформации (тоесть степень "подстройки" своихсвойств к свойствам субстрата) зависитотразницы температур воздуха и субстрата(назовемэту величину далее (Tw - Tp); где Tw - температураводы, Tp - температура воздуха) и отвремени, в течение которогопроисходят процессы трансформации. Чембольше разница температур (Tw - Tp), тембыстрее будут происходить процессытрансформации. При отрицательныхзначениях (Tw - Tp) [Tw < Tp, Tw << Tp] в процессытрансформации включаются только самыенижние слои воздуха, выше лежащие слоивоздуха будут практически нетрансформированы (чтобы не усложнятьситуацию, мы не учитываем здесь величинутурбулентности в верхнем слое воздуха),сам процесс трансформации будетмедленным. Чемдольше идут процессы трансформации,тем больше степень трансформациипоступающейвоздушной массы над данной территорией.

Приведемпример (карта анализа ниже). Нас интересует,какой будет атмосферная масса надобластьюА,расположенной к югу от Ньюфаундленда.Этот район находится на южной периферииочень глубокой системы низкого давленияс центром в районе 57° с.ш., 042° з.д.Направление "против ветра" отзападной части зоны А (между изобарами1016 и 1012 гПа) мы окажемся над полуостровомЛабрадор; там расстояния между изобарамиувеличиваются, а сами изобары резкоповорачивают на запад и выходят заграницы карты. Однако можно предположить,что воздух над Лабрадором идет с запада- откуда-то из Канады. Над Канадой иЛабрадором формируются массы ППк.Смотрим на дату - карта относится ковторой половине ноября; в этом районеуже зима, поэтому этот воздух будетзимним ППк, очень холодным и сухим. Идя"против ветра" из восточной частиобласти А (между изобарами 1008 и 1004 гПа- см. стрелки на карте), мы окажемсянемного севернее, прежде чем расстояниемежду изобарами начнет увеличиваться.Это район Гудзонова пролива, БаффиновойЗемли и бассейна Фоксе. В это время годав этом районе зима, поверхность водыпокрыта морским льдом. Мы помним, что взимний период это область источникамасс ПАК (континентального арктическоговоздуха), одинаково очень холодных иочень сухих. Таким образом, воздух ссеверо-запада проходит над интересующейнас территорией, которая изначальнобыла очень сильно охлаждена (температураот минус десяти до минус двадцати снебольшим °C) и очень сухой [зимний PPk +зимний PAk]. Этот воздух первоначальнопроходит частично над морским льдом ичастично над охлажденной сушей, т.е. надповерхностью, характерной для основанияобласти источника обеих масс, позже онпроходит над морем, свободным ото льда.Протекая над сушей и замерзшим морем,воздух не трансформируется илитрансформируется очень медленно.Протекая над морем, он намного холоднееводы, разница температур (Tw - Tp) составляетот десятка до двадцати с небольшимградусов, поэтому он очень быстронагревается и становится насыщеннымводяным паром. Мы знаем, что процесспреобразования зависит от разности Tw- Tp и времени. Поэтому мы должны такжеучесть скорость движения воздуха надводой [Мыпомним, конечно, что v = D/t; где v - скорость,D - путь, t - время, поэтому t = D/v].Чем быстрее воздух движется над водой,тем меньше у него времени на трансформацию.Мы видим, что расстояния между изобарамиот области источника до широты южнойоконечности Ньюфаундленда очень малы,поэтому скорость ветра должна бытьочень большой. Время истечения массыиз исходных областей также будетнебольшим, что означает, что степеньтрансформации массы на этом участке еепути пренебрежимо мала. Далее к югу отНьюфаундленда расстояния между изобарамиувеличиваются, что означает, что скоростьгеострофического ветра уменьшается.Взгляд на шкалу ветров, однако, объясняет,что под Ньюфаундлендом скоростьгеострофического ветра все еще высока- она составляет не менее 40 в [Этоозначает, что за один час воздух проходитрасстояние около 0,67° по большому кругу].Таким образом, воздух придет с Ньюфаундленданад бассейном А через несколько - 10-12часов. Время, в течение которого можетпроизойти трансформация воздушноймассы, невелико, и нет никакой возможности,чтобы поступающий воздух успелпревратиться в полярный морской воздух(PPm), который должен присутствовать надтерриторией.

Так какой воздух будетпоступать над областью А?

Этобудет воздух с температурой максимумна несколько градусов ниже нуля °C, ужеотносительно насыщенный водяным паром.Это описание примерно соответствуетсвойствам арктическихморских воздушных масс.Таким образом, мы можем сделать вывод,что в области А произошло очень сильноепохолодание, она на несколько десятков°C холоднее, чем должна быть, и воздухнад этой областью намного холоднееводы. Над областью А, конечно, этот воздухпродолжает трансформироваться, дажепосле выхода за ее пределы, направляясьна E и SE. Глядя на ход изобар к востокуот области А, мы видим линию холодногофронта, нанесенную на карту, и вторичнуюлинию фронта сразу за ней. Поэтомуочевидно, почему фронт, обозначенныйкак холодный фронт, является холоднымфронтом. Мы определяем массу над областьюA как имеющую характеристики PAm.

Вцелом, мы отмечаем, что в тылуминимума возникаетбыстрый южный поток холодного воздуха(см. карту ниже). Этот воздух выноситсяв низкие широты, вызываятам глубокое понижение температуры.Обратитевнимание, что впередней части минимума (квостоку от холодного фронта) картинаизобар такова, что происходит перетоквоздуха из более низких широт в болеевысокие. Это обычно означает повышениетемпературы в переднейверхней части низкого уровня. Чем больше"вытянутость" [Чемдлиннее южная (N-S) ось минимума поотношению к широтной (W-E) оси. Подробнееоб этом см. на странице адвекции]является меридиональной осью минимума,и чем больше барионный градиент вминимуме, тем больше асимметриятемпературы воздуха между правой верхнейи левой нижней частями минимума. В заднейи левой нижней части минимума будетнаблюдаться глубокое похолодание, впередней и особенно в правой верхнейчасти минимума будет наблюдаться сильноеповышение температуры воздуха относительносезонно усредненной зональной температуры.Поэтому мы можем считать, что 18 ноября2006 года на восточном побережье южнойоконечности Гренландии произошло резкоепотепление [Апоскольку побережье Гренландии тамгористое и поднимается очень круто (до2000 м на расстоянии 30-60 км от береговойлинии), то и орографические осадки надэтим районом должны быть очень обильными.Почему они должны? Подумайте об этом. Япредложу - посмотрите на карту и примитево внимание тип атмосферной массы,идущей над южной частью Гренландии].

Аналитическаякарта (SLP) от 21 января 2006 года, 1800 UTC,выпущенная MetOffice (Брэкнелл). Примерсильной меридиональной циркуляции надАтлантико-Европейским сектором циркуляции

Изучивобщие принципы определения массыатмосферы на примере области A, мы можемперейти к примеруB.Схема изобар указывает на то, что воздухпоступает над областью B с юга. Широтарайона B составляет приблизительно 43°с.ш. Идя "против ветра", мы попадаемв рамку карты, но мы знаем, что даже взимнее время в тридцатых широтахформируются массы тропическогоморского воздуха.Путь массы PZm через область B короткий,температура воды (грунта) высокая,поэтому, несмотря на медленное перемещениеPZm к N, степень его трансформации должнабыть небольшой. Таким образом, по нашимоценкам, над областью В находитсявоздушная масса, более похожая на PZm,чем PPm, формирующаяся над областью состороны южной границы ареала. Поэтомуон будет теплее, содержание водяногопара в этом воздухе также будет немноговыше среднего.

Ситуациянад Северным морем (зонаС)несколько сложнее. Здесь воздух поступаетс юга и юга, над Францией и Германией.Однако, если мы пойдем дальше по ветру(см. красные стрелки), мы оказываемсянад южной Европой и еще дальше (неотмечено), над Украиной и европейскойчастью России. Центр максимума (1052 гПа),по восточной, южной и, наконец, западнойпериферии которого воздух проходит надСеверным морем, расположен над границейПольши, Беларуси и Украины. С этой высотывоздух, опускающийся из верхних слоевтропосферы, медленно "тает" надконтинентом и приобретает свойстваприземного. Таким образом, образуетсямасса континентальногополярного воздуха.Это зимний ППк, поэтому он сильно охлаждени содержит мало водяного пара. Преждечем попасть в Северное море, воздухпроходит над сушей, поэтому он сохраняетсвои характеристики. Этот упрощенныйанализ позволяет нам сказать, что надСеверным морем течет масса зимнегоППк.Это воздух с температурой от минуснескольких до минус нескольких °C, сухой,с относительно низкой прозрачностью.Над южной частью Северного моря этотвоздух будет холоднее, чем над егосеверной частью.

Контрольныйвопрос: Какую воздушную массу с какимихарактеристиками следует ожидать насеверной окраине Скандинавскогополуострова и какую на восточномпобережье Гренландии на широтах выше68° с.ш. (при условиях, показанных на картевыше)?

Ссылки:

1)Водяной пар является основнымтеплоносителем в атмосфере; теплоемкостьвоздуха определяется так называемойпотенциально-эквивалентной температурой,т.е. температурой, которую имел бы воздухс начальным давлением 1000 гПа, если бывесь водяной пар, присутствующий в этомвоздухе, был сконденсирован. При даннойтемпературе воздуха, в котором еще непроисходят процессы конденсации, чембольше содержание водяного пара, темвыше потенциально-эквивалентнаятемпература.

Пыль,переносимая из пустынь, часто являетсяпричиной сильной мутности над морем.Области, над которыми часто возникаетмутность, связанная с оттоком тропическогоконтинентального воздуха, - это восточнаячасть Северной Атлантики, прилегающаяк СЗ Африки (см. спутниковое изображение- области между Марокко и Сенегалом, такчто пыль распространяется в виде шлейфашириной отКабо-Верде до Канарских островов),Средиземное море (см., например, спутниковоеизображение - Египет),Красное море. Во время плейстоценовогопериода пепел, перенесенный на востокиз пустынь во внутренних районах Азии(Такла-Макан, Гоби и т.д.), сформировал всеверном и центральном Китае слой лёссатолщиной иногда более 450 м [если вы незнаете, что такое лёсс, обратитесь кВикипедии]. Даже сейчас, каждые нескольконедель, особенно зимой, мы можем наблюдатьбольшие пылевые бури над этими районами.Самые сильные из них представляютсерьезную проблему для городов игустонаселенных районов северо-восточногоКитая из-за пыли, витающей в воздухе(проблемы с дыханием, загрязнение улиц,зданий, технических устройств оседающейпылью), а также для воздушного транспорта.В последние годы несколько раз пыль,переносимая из пустыни Гоби и другихпустынь на границе между Монголией иКитаем и на западе Китая, достигалаЯпонии. Иногда крупные пожары (обычнолесные) на прилегающей территории (см.здесь (Калифорния1)и здесь (Калифорния2))также могут быть причиной сильногопомутнения воздуха над морем. Этипоследние помутнения обычно связаны смассами PZk и летними массами PPk (таежныепожары в Сибири, на Аляске и в Канаде).

(3)Здесь есть интересная проблема, достойнаяглубокого социологического ипсихологического исследования, котораяобъяснила бы странное явление, чтожители умеренных зон быстро сгорают всвоих плитах и загрязняют атмосферузимой. В чем причина такого странногоповедения обитателей умеренной зоны?Кто объяснит причину такого антропогенноговлияния на формирование зимних массППк.