Воздушные массы и их циркуляция

Воздушные массы

На­ря­ду с гео­гра­фи­че­ской ши­ро­той важ­ным кли­ма­то­об­ра­зу­ю­щим фак­то­ром яв­ля­ет­ся цир­ку­ля­ция ат­мо­сфе­ры, т. е. пе­ре­ме­ще­ние воз­душ­ных масс.

Воз­душ­ные массы - зна­чи­тель­ные объ­ё­мы воз­ду­ха тро­по­сфе­ры, ко­то­рый об­ла­да­ет опре­де­лён­ны­ми свой­ства­ми (тем­пе­ра­ту­ра, вла­го­со­дер­жа­ние), за­ви­ся­щи­ми от осо­бен­но­стей рай­о­на его фор­ми­ро­ва­ния и дви­жу­щи­е­ся как еди­ное целое.

Про­тя­жён­ность воз­душ­ной массы может со­став­лять ты­ся­чи ки­ло­мет­ров, а вверх она может про­сти­рать­ся до верх­ней гра­ни­цы тро­по­сфе­ры.

Воз­душ­ные массы по ско­ро­сти пе­ре­ме­ще­ния раз­де­ля­ют на две груп­пы: дви­жу­щи­е­ся и мест­ные. Дви­жу­щи­е­ся воз­душ­ные массы в за­ви­си­мо­сти от тем­пе­ра­ту­ры под­сти­ла­ю­щей по­верх­но­сти де­лят­ся на теп­лые и хо­лод­ные. Теп­лая воз­душ­ная масса - дви­жу­ща­я­ся на хо­лод­ную под­сти­ла­ю­щую по­верх­ность, хо­лод­ная масса - дви­жу­ща­я­ся на более теп­лую по­верх­ность. Мест­ные воз­душ­ные массы – это воз­душ­ные массы, ко­то­рые дли­тель­ное время не ме­ня­ют своё гео­гра­фи­че­ское по­ло­же­ние. Они могут быть устой­чи­вы­ми и неустой­чи­вы­ми в за­ви­си­мо­сти от се­зо­на, а также су­хи­ми и влаж­ны­ми.

Вы­де­ля­ют че­ты­ре ос­нов­ных типа воз­душ­ных масс: эк­ва­то­ри­аль­ные, тро­пи­че­ские, уме­рен­ные, арк­ти­че­ские (ан­тарк­ти­че­ские). Кроме того, каж­дый из типов под­раз­де­ля­ет­ся на под­ти­пы: мор­ские и кон­ти­нен­таль­ные, раз­ли­ча­ю­щи­е­ся меж собой по влаж­но­сти. На­при­мер, мор­ская арк­ти­че­ская масса фор­ми­ру­ет­ся над се­вер­ны­ми мо­ря­ми – Ба­рен­це­вым и Белым морем, ха­рак­те­ри­зу­ет­ся, как и кон­ти­нен­таль­ная воз­душ­ная масса, но с немно­го по­вы­шен­ной влаж­но­стью (см. рис. 1).

Рис. 1. Район фор­ми­ро­ва­ния арк­ти­че­ских воз­душ­ных масс

Кли­мат Рос­сии фор­ми­ру­ет в той или иной сте­пе­ни все воз­душ­ные массы, за ис­клю­че­ни­ем эк­ва­то­ри­аль­ной.

Свойства воздушных масс

Рас­смот­рим свой­ства раз­лич­ных масс цир­ку­ли­ру­ю­щих на тер­ри­то­рии нашей стра­ны. Арк­ти­че­ская воз­душ­ная масса фор­ми­ру­ет­ся пре­иму­ще­ствен­но над Арк­ти­кой в по­ляр­ных ши­ро­тах, ха­рак­те­ри­зу­ет­ся низ­ки­ми тем­пе­ра­ту­ра­ми зимой и летом. Ей при­су­ща низ­кая аб­со­лют­ная влаж­ность и вы­со­кая от­но­си­тель­ная. Эта воз­душ­ная масса гос­под­ству­ет круг­лый год в арк­ти­че­ском поясе, а зимой пе­ре­ме­ща­ет­ся в суб­арк­ти­ку. Уме­рен­ная воз­душ­ная масса фор­ми­ру­ет­ся в уме­рен­ных ши­ро­тах, где в за­ви­си­мо­сти от вре­ме­ни года из­ме­ня­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра: летом от­но­си­тель­но вы­со­кая, зимой от­но­си­тель­но низ­кая. По се­зо­нам года от места фор­ми­ро­ва­ния за­ви­сит и влаж­ность. Эта воз­душ­ная масса гос­под­ству­ет в уме­рен­ном поясе. От­ча­сти, на тер­ри­то­рии Рос­сии пре­об­ла­да­ют тро­пи­че­ские воз­душ­ные массы. Они фор­ми­ру­ют­ся в тро­пи­че­ских ши­ро­тах и имеют вы­со­кую тем­пе­ра­ту­ру. Аб­со­лют­ная влаж­ность за­ви­сит от места фор­ми­ро­ва­ния, а от­но­си­тель­ная влаж­ность обыч­но низ­кая (см. рис. 2).

Рис. 2. Ха­рак­те­ри­сти­ка воз­душ­ных масс

Про­хож­де­ние раз­лич­ных воз­душ­ных масс на тер­ри­то­рии Рос­сии обу­слав­ли­ва­ет раз­ни­цу в по­го­дах. На­при­мер, все «волны хо­ло­да» на тер­ри­то­рии нашей стра­ны при­хо­дя­щие с се­ве­ра, - это арк­ти­че­ские воз­душ­ные массы, а на юг ев­ро­пей­ской части при­хо­дят тро­пи­че­ские воз­душ­ные массы малой Азии или, ино­гда, с се­ве­ра Аф­ри­ки ( имен­но они при­но­сят жар­кую, сухую по­го­ду).

Циркуляция атмосферы

Рас­смот­рим, как воз­душ­ные массы цир­ку­ли­ру­ют по тер­ри­то­рии нашей стра­ны.

Цир­ку­ля­ция ат­мо­сфе­ры – это си­сте­ма дви­же­ний масс воз­ду­ха. Раз­ли­ча­ют общую цир­ку­ля­цию ат­мо­сфе­ры в мас­шта­бе всего зем­но­го шара и мест­ную цир­ку­ля­цию ат­мо­сфе­ры над от­дель­ны­ми тер­ри­то­ри­я­ми и ак­ва­то­ри­я­ми.

Про­цесс цир­ку­ля­ции воз­душ­ных масс обес­пе­чи­ва­ет тер­ри­то­рию вла­гой, а также вли­я­ет на тем­пе­ра­ту­ру. Воз­душ­ные массы пе­ре­ме­ща­ют­ся под дей­стви­ем цен­тров ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния, а цен­тры ме­ня­ют­ся в за­ви­си­мо­сти от вре­ме­ни года. Имен­но по­это­му из­ме­ня­ют­ся на­прав­ле­ния гос­под­ству­ю­щих вет­ров, ко­то­рые при­но­сят на тер­ри­то­рию нашей стра­ны воз­душ­ные массы. На­при­мер, Ев­ро­пей­ская Рос­сия и за­пад­ные рай­о­ны Си­би­ри на­хо­дят­ся под воз­дей­стви­ем по­сто­ян­ных за­пад­ных вет­ров. С ними по­сту­па­ют мор­ские уме­рен­ные воз­душ­ные массы уме­рен­ных широт. Они фор­ми­ру­ют­ся над Ат­лан­ти­кой (см. рис. 3).

Рис. 3. Дви­же­ние мор­ских уме­рен­ных воз­душ­ных масс

Когда осла­бе­ва­ет за­пад­ный пе­ре­нос, с се­вер­ны­ми вет­ра­ми при­хо­дит арк­ти­че­ская воз­душ­ная масса. Она при­но­сит рез­кое по­хо­ло­да­ние, ран­нее осен­ние и позд­ние ве­сен­ние за­мо­роз­ки (см. рис. 4).

Рис. 4. Дви­же­ние Арк­ти­че­ской воз­душ­ной массы

Кон­ти­нен­таль­ный тро­пи­че­ский воз­дух на тер­ри­то­рию ази­ат­ской части нашей стра­ны при­хо­дит из Сред­ней Азии или из Се­вер­но­го Китая, а в ев­ро­пей­скую часть стра­ны при­хо­дит с по­лу­ост­ро­ва Малая Азия или даже с Се­вер­ной Аф­ри­ки, но чаще такой воз­дух фор­ми­ру­ет­ся на тер­ри­то­рии Се­вер­ной Азии, Ка­зах­ста­на, При­ка­спий­ской низ­мен­но­сти. Эти тер­ри­то­рии лежат в уме­рен­ном кли­ма­ти­че­ском поясе. Од­на­ко воз­дух над ними летом очень силь­но про­гре­ва­ет­ся и при­об­ре­та­ет свой­ства тро­пи­че­ской воз­душ­ной массы. Кон­ти­нен­таль­ная уме­рен­ная воз­душ­ная масса круг­лый год пре­об­ла­да­ет в за­пад­ных рай­о­нах Си­би­ри, по­это­му зима здесь ясная и мо­роз­ная, а лето до­ста­точ­но тёп­лое. Даже над Се­вер­ным Ле­до­ви­тым оке­а­ном в Грен­лан­дии бы­ва­ют зимы теп­лее.

Из-за силь­но­го охла­жде­ния над ази­ат­ской ча­стью нашей стра­ны в Во­сточ­ной Си­би­ри фор­ми­ру­ет­ся об­ласть силь­но­го охла­жде­ния (об­ласть вы­со­ко­го дав­ле­ния – Си­бир­ский ан­ти­цик­лон). Его центр рас­по­ла­га­ет­ся в рай­о­нах За­бай­ка­лья, рес­пуб­ли­ке Тыва и Се­вер­ной Мон­го­лии. Очень хо­лод­ный кон­ти­нен­таль­ный воз­дух рас­те­ка­ет­ся от него в раз­ные сто­ро­ны. Он рас­про­стра­ня­ет свое вли­я­ние на огром­ные тер­ри­то­рии. Одно его на­прав­ле­ние - это се­ве­ро-во­сток вплоть до Чу­кот­ско­го по­бе­ре­жья, вто­рое - на запад через Се­вер­ный Ка­зах­стан и юг Рус­ской (Во­сточ­но-Ев­ро­пей­ской) рав­ни­ны при­мер­но до 50ºс.ш. Уста­нав­ли­ва­ет­ся ясная и мо­роз­ная по­го­да с неболь­шим ко­ли­че­ством снега. Летом из-за про­гре­ва­ния ази­ат­ский мак­си­мум (Си­бир­ский ан­ти­цик­лон) ис­че­за­ет и уста­нав­ли­ва­ет­ся по­ни­жен­ное дав­ле­ние (см. рис. 5).

Рис. 5. Си­бир­ский ан­ти­цик­лон

Се­зон­ное че­ре­до­ва­ние об­ла­стей вы­со­ко­го и низ­ко­го дав­ле­ния фор­ми­ру­ет на Даль­нем Во­сто­ке мус­сон­ную цир­ку­ля­цию ат­мо­сфе­ры. Важно пред­став­лять себе, что, про­хо­дя по опре­де­лён­ным тер­ри­то­ри­ям, воз­душ­ные массы могут из­ме­нять­ся в за­ви­си­мо­сти от свой­ства под­сти­ла­ю­щей по­верх­но­сти. Этот про­цесс на­зы­ва­ет­ся транс­фор­ма­ци­ей воз­душ­ных масс. На­при­мер, арк­ти­че­ская воз­душ­ная масса, бу­дучи сухой и хо­лод­ной, про­хо­дя по тер­ри­то­рии Во­сточ­но-Ев­ро­пей­ской (Рус­ской) рав­нине на­гре­ва­ет­ся и в рай­оне При­ка­спий­ской низ­мен­но­сти ста­но­вит­ся очень сухой и жар­кой, что яв­ля­ет­ся при­чи­ной су­хо­ве­ев.

Азиатский максимум

Ази­ат­ский мак­си­мум, или, как его на­зы­ва­ют, си­бир­ский ан­ти­цик­лон – это об­ласть по­вы­шен­но­го дав­ле­ния, ко­то­рая фор­ми­ру­ет­ся над Цен­траль­ной Азией и Во­сточ­ной Си­би­рью. Про­яв­ля­ет­ся зимой и об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те вы­хо­ла­жи­ва­ния тер­ри­то­рии в усло­ви­ях огром­ных раз­ме­ров и кот­ло­вин­но­го ре­лье­фа. В цен­траль­ной части мак­си­му­ма над Мон­го­ли­ей и Южной Си­би­рью дав­ле­ние в ян­ва­ре ино­гда до­сти­га­ет 800 мм рт. ст. Это самое вы­со­кое за­фик­си­ро­ван­ное на земле дав­ле­ние. Зимой сюда про­сти­ра­ет­ся ве­ли­кий Си­бир­ский ан­ти­цик­лон, осо­бен­но устой­чи­вый с но­яб­ря по март. Зима здесь такая без­вет­рен­ная, что при малой снеж­но­сти ветви де­ре­вьев по­дол­гу бе­ле­ют от «нестря­хи­ва­е­мо­го» снега. Мо­ро­зы уже с ок­тяб­ря до­сти­га­ют -20… -30ºС, а в ян­ва­ре же неред­ко до­хо­дит до -60ºC. Сред­няя тем­пе­ра­ту­ра за месяц опус­ка­ет­ся до -43º, осо­бен­но хо­лод­но в ни­зи­нах, где за­ста­и­ва­ет­ся хо­лод­ный тя­жё­лый воз­дух. При без­вет­рии силь­ные мо­ро­зы пе­ре­но­сят­ся не так тя­же­ло, но при -50º уже труд­но ды­шит­ся, на­блю­да­ют­ся ни­зо­вые ту­ма­ны. Такие мо­ро­зы за­труд­ня­ют по­сад­ку са­мо­лё­тов.