Воздушные массы и фронты
Нижний слой атмосферы, соприкасаясь с разнообразной поверхностью, приобретает от нее некоторые свойства. Над разогретой поверхностью формируются теплые массы, над охлажденной — холодные. Кроме того, в нижний слой постоянно поступает то или иное количество водяных паров. Чем дольше воздушная масса находится над поверхностью, с которой испаряется влага, тем она влажнее. Воздушная масса — это огромный движущийся объем воздуха с определенными физическими свойствами: температурой, плотностью, влажностью и прозрачностью. В зависимости от того, где массы воздуха формируются, их подразделяют на арктические, умеренные, тропические и экваториальные.
Над ледяными просторами Арктики формируется арктическая масса — холодная, сухая, имеющая большую прозрачность и плотность.
В умеренные широты поступают арктические и тропические массы воздуха. Из них формируются умеренные воздушные массы (умеренный воздух). Если формирование этих масс происходит над океаном, то их называют морскими. Морская воздушная масса, теплая зимой и прохладная летом, отличается большой влажностью. С поступлением ее, например, на территорию европейской части СССР зимой наблюдается потепление, а летом — похолодание, сопровождающееся облачностью и выпадением осадков.
В субтропических и тропических широтах (в условиях повышенного атмосферного давления, большого поступления солнечной радиации) возникают тропические массы воздуха. В основном они с малой относительной влажностью, плотные, с высокой температурой. Если они возникают над океанами, их называют морскими, а над материками — континентальным и. Континентальная масса отличается от морской меньшей относительной влажностью, более высокими температурами и сильной запыленностью.
В экваториальном поясе (в условиях пониженного атмосферного давления и большой влажности) формируется экваториальная масса. Поскольку экваториальный пояс на больших пространствах покрыт лесами, которые испаряют влагу не меньше, чем океан, большого различия между морской и континентальными массами в этих районах не возникает.
Россия расположена в умеренном поясе, поэтому в западных районах преобладают умеренные морские массы, а в восточных над большей частью территории — континентальные.
Границы разделов воздушных масс, образовавшихся над природными поясами, называют атмосферными фронтам и. Так, между арктическими и умеренными массами воздуха проходит арктический фронт. Он постоянно перемещается: летом па материке проходит по зоне тундры и над океаном — севернее полярного круга, а зимой заходит в пределы умеренного пояса. Нередко его южная граница достигает субтропиков.
Между умеренными и тропическими массами воздуха проходит фронт умеренных широт. Он также перемещается, на отдельных участках материка «размывается» ввиду того, что умеренный воздух по своим физическим свойствам мало чем отличается от тропического. Тропический воздух отделяется от экваториального тропическим фронтом.
Главным физическим свойством воздушной массы является температура. Поэтому при наблюдениях прежде всего подмечают, какая поступила масса воздуха: теплая или холодная. Теплой массой называют такую, которая, поступив в данный район, начинает охлаждаться. Холодной массой называют такую, которая, поступив в данный район, начинает прогреваться.
Если наступает теплая масса воздуха на холодную, то образуется теплый фронт. Поскольку холодная масса более плотная, то она удерживается над поверхностью земли и медленно отступает под натиском теплой, образуя в разрезе наклонную плоскость под углом 1—2° к поверхности земли. Поверхность фронта нередко имеет протяженность свыше 1000 км и поднимается над поверхностью земли на высоту до 9 км. Там образуются слоисто-дождевые облака, из которых выпадают обложные осадки. Такие осадки тянутся полосой в ширину до 300—500 км. Так изменяется облачность и осадки на теплом фронте. Изменяются и другие элементы погоды: медленно понижается давление, плавно поднимается температура, ветры чаще бывают юго-западные и южные.
На границе холодной массы, наступающей на теплую, образуется холодный фронт. Холодный воздух устремляется на теплый в виде вала, поэтому поверхность фронта имеет больший наклон. Теплые массы воздуха выбрасываются высоко вверх. Процесс конденсации водяных паров происходит бурно, перед фронтом образуются кучево-дождевые облака, из которых в виде ливней выпадают осадки. При прохождении фронта давление резко повышается, дует ветер северных направлений, температура понижается. Небо проясняется, днем в летний период образуются кучевые облака, зимой наступают морозы.