Помірний пояс розташований між полярним колом і тропіками, тому на його кліматичні умови впливають як повітряні маси низьких широт, так і високих. У цій статті дамо характеристику типів повітряних мас помірного поясу.
Повітряні маси та їх типи
Концепція повітряних мас була розроблена в перші роки після Першої світової війни норвезькими вченими. В даний час під цією фразою розуміють величезні об’єми повітря, які характеризуються деякими середніми значеннями температури і вологості. Цей повітряний об’єкт може мати довжину (ширину) до 1000 км і висоту від декількох кілометрів до 10 км. Всередині цього гігантського атмосферного освіти температура і вологість можуть зазнавати зміни, однак вони значно менші, ніж середні значення цих величин в сусідній повітряній масі.
На нашій планеті виділяють наступні типи розглянутих мас в залежності від їх температури:
- арктичні;
- полярні;
- тропічні;
- екваторіальні.
Очевидно, що чим у більш низьких широтах сформувалася повітряна маса, тим вищою буде її температура.
З точки зору вологості виділяють два типи мас:
- Континентальні (сухі).
- Морські (вологі).
Помірні повітряні маси включають в себе всі названі вище типи, за винятком екваторіальних, які до середніх широт просто-напросто не доходять.
Межі помірного поясу
Перед тим як переходити до розгляду повітряних мас помірного кліматичного поясу, необхідно коротко охарактеризувати місце розташування останнього.
Відповідно до загальної класифікації помірний пояс розташований між широтами тропіків (23o) і полярними колами (66o) в обох півкулях планети. Це означає, що на її клімат мають вплив як повітряні маси низьких широт (тропічні), так і високих (арктичні і полярні).
Коли розглядають питання клімату помірних широт, то, як правило, роблять це лише для Північної півкулі, оскільки на більшій частині південних помірних широт розташовані води трьох океанів.
Області формування повітряних мас, що здійснюють вплив на клімат середніх широт
Повітря має досить низьку теплопровідність. Це означає, що для формування гомогенної (однорідної) повітряної маси, яка набула б характеристики поверхні (земної або водної), їй необхідно деякий час перебувати над нею у відносному спокої. Такі умови можуть бути створені, якщо виконуються наступні вимоги:
- Поверхня не володіє сильними перепадами висот (море, пустелі, рівнини).
- Повітря в даному регіоні має досить високий тиск, в іншому випадку він буде заміщений приходять масами з сусідніх територій. Цій умові відповідають антициклони.
При розгляді Північного півкулі виділяють наступні зони, що формують повітряні маси:
- північний полюс;
- північна частина Євразії (територія Росії);
- північ Канади;
- північні зони Атлантичного і Тихого океанів.
Далі в статті дамо характеристику помірних повітряних мас, перелічених у цьому списку.
Арктичні маси
Вони формуються в безпосередній близькості до Північного полюса. Оскільки тут круглий рік температури нижче нуля і водна поверхні покрита льодовиками, то такі умови призводять до утворення холодних і сухих об’ємів повітря. Його температура лежить у межах від -55 ° с до -35°, а кількість водяної пари в ньому не перевищує 0,02 г на 1 кг повітря.
Ці повітряні маси є надзвичайно стабільними. Вони ніколи не призводять до формування опадів, навіть якщо для цього створити умови для освіти висхідних конвекційних потоків. На картах арктичні маси прийнято позначати латинськими літерами cA, де буква c вказує на їх континентальний характер (відсутність вологості).
Полярні маси
Це, мабуть, найбільш важливі повітряні маси помірного поясу, оскільки їх райони формування цілком знаходяться в його межах. Незважаючи на їх назву, широти, де вони утворюються і домінують, розташовані між 50-й і 70-й паралелями. Розрізняють два основних типи цих мас, характеристика яких наводяться нижче:
- Континентальні. Район формування помірних повітряних мас цього типу лежить на континентах (північ Євразії і північна частина Північної Америки). Їх типові зимові температури лежать в області 20-35 oC нижче нуля. Це досить сухі об’єми повітря, оскільки їх рівень вологості не перевищує 0,6 г/кг. Улітку повітря прогрівається до 5-15 oC, а вологість підвищується в 10 разів і досягає значень 6 г/кг. Як показують ці цифри, полярні маси навіть влітку залишаються досить прохолодними і сухими. Їх прийнято позначати символом cP.
- Морські. Утворюються вони в північній частині Атлантичного і Тихого океанів. Температура помірних повітряних мас цього типу коливається значно менше протягом року, ніж аналогічна величина для cP. Так, взимку її значення складають 0-10 oC, а влітку – 2-14 oC вище нуля. Ці маси є відносно нестабільними і вологими (10 г/кг). Позначають їх буквами mP (m – морська).
Питання стабільності мас повітря
Розглянута класифікація та характеристики помірних повітряних мас є ідеальними або модельними. Насправді ці атмосферні освіти знаходяться в постійному русі. Проходячи над територією, властивості якої відрізняються від регіонів формування мас, останні змінюються. Щоб зрозуміти, в яку сторону будуть йти ці зміни, необхідно відповісти на 2 питання:
- Поверхню, над якою маса рухається, має більшу або меншу температуру, ніж вона?
- Ця поверхня є більш вологої чи ні?
Коли маса має більш низьку температуру, ніж поверхня, то її нижні шари нагріваються, що створює сприятливі умови для перемішування повітря в ній з допомогою конвекції. Тобто відбувається її дестабілізація. Цей процес призводить до випадання опадів, якщо вологість повітря є достатньою. Для опису описаного ефекту використовують латинську літеру k.
Зворотна ситуація: маса є більш теплою, ніж поверхня. У цьому випадку її нижні шари охолоджуються, що створює інверсії температури на її підставі, це перешкоджає утворенню конвекційних потоків. В такому випадку кажуть, що маса стабілізується. Цей процес позначають на картах буквою w. Наслідком стабілізації маси є виникнення туману і погіршення видимості.
Повітряні маси помірного поясу в січні та липні
Простіше всього це питання розглянути з використанням картки. Вона наведена на малюнку нижче.
Верхнє зображення відповідає зонам формування та руху мас повітря в січні. Тут видно, що на території півночі Євразії та Північної Америки домінує стабільна cP. Західна ж частина Європи знаходиться під впливом арктичних (див. фронт AF) і морських холодних полярних мас (mPk), які, проходячи над Атлантичним океаном, насичується водяними парами. Останні, конденсуючись, призводять до утворення сильних дощів, снігопадів і граду. На півдні Європи, в зоні Середземного моря, домінує теплий тропічний морський фронт (mTw).
Нижній малюнок демонструє розподіл повітряних мас у липні. На ньому видно, що повітряні маси помірного поясу на півночі Євразії в середині літа характеризуються фронтом арктичного (AF) і морського холодного полярного повітря (mPk), що призводить до утворення дощів. Континентальне полярне повітря (cPk) опускається в більш низькі широти, а на півдні Європи повністю домінує тропічна континентальна суха маса (cT). У свою чергу, більша частина Північноамериканського континенту (за винятком півночі) знаходиться під впливом нестабільних вологих тропічних мас (mT).
