Какие свойства воздушных масс зависят от подстилающей поверхности

Анонимный вопрос

16 января 2018 · 5,5 K

Люблю путешествовать, ходить на сплавы и в несложные походы)) Еще кататься на…

Температура на нашей планете зависит от солнца. Но, как известно, разные поверхности по-разному поглощают и отражают солнечные лучи, именно на этом основано влияние подстилающей поверхности на климат. Дело в том, что сам по себе воздух обладает очень низкой теплопроводностью, из-за этого в атмосфере холоднее, чем у поверхности: внизу воздух прогревается именно от тепла, поглощенного водой или почвой. Снег отражает до 80% излучения, поэтому в сентябре, когда таких осадков еще нет, теплее, чем в марте, хотя количество солнечного излучения в эти месяцы одинаково. Хорошо известным бабьим летом мы также обязаны подстилающей поверхности: нагретая за лето почва осенью постепенно отдает солнечную энергию, прибавляя к ней тепло от разлагающейся зеленой массы.

Что является причиной неравномерности распределения температуры по земной поверхности?

Основной причиной по которой температура поверхности нашей планеты распределена не равномерно является размещение материков относительно экватора.

Чем дальше от Экватора расположен определенный географический объект, тем меньшее количество солнечного света на него попадает, а в следствии этого и поверхность прогревается меньше.

Также стоит отметить отдаленность центральных частей материков от морей и океанов, из за чего количество осадков и влажность на них значительно меньше чем у прибрежных территорий.(Воздушные массы формируют климат.)

Прочитать ещё 1 ответ

Какие климатообразующие факторы играют ведущую роль в формировании климата?

Любитель книг, кошек, увлекаюсь написанием рецензий

На формирование климата влияют географическая широта (удаленность от полюсов и экватора), близость океана, теплые и холодные морские течения, солнечная радиация, рельеф местности (высота наж уровнем моря), циркулирование воздушных масс. Кроме того, на климат влияет антропогенное, т.е. человеческое воздействие. Известно, что в городах и вблизи них климат теплее.

Какие элементы климата наиболее сильно влияют на человека?

Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…

Наиболее сильно на человека влияют такие элементы климата как температурный режим, уровень влажности и количество осадков. Сильные морозы и высокие температуры, засушливость и высокая влажность для здоровья губительны, поэтому территории с таким климатом слабо заселены. Хозяйственная деятельность, необходимая для жизни, в этих условиях тоже затруднена.

Каким образом лучи солнца нагревают атмосферу, если между телами «земля-солнце» вакуум?

IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание…

Этот вопрос, возможно, навеян размышлениями об устройстве термоса. Колба с двойным стенками и разреженной средой между этими стенками действительно препятствует теплопередаче. При непосредственном контакте горячей стенки термоса и воздуха (там не вакуум, строго говоря), упрощённо процесс передачи тепла можно представить себе следующим образом: колеблющиеся молекулы стенки «ударяют» по молекулам воздуха, оказывающимся по близости, передавая им часть своей кинетической энергии. Так стенка постепенно остывает, а воздух нагревается.

Когда воздух сильно разрежен, то передача энергии таким способом будет затруднена, она будет идти тем медленнее, чем меньше (условно говоря) контактируют молекулы.

Так происходит передача тепла при непосредственном контакте двух тел или сред.

Но это не единственный способ передать тепло. Есть и другой. Разогретые атомы в составе молекул могут возбуждаться и излучать кванты электромагнитного излучения (фотоны). Сильно разогретый атом может излучать фотоны более высокой энергии, и это будет видимый свет. Например, когда нагретый предмет светится, сначала красным а при дальнейшем нагревании и белым светом. Но если для свечения энергии недостаточно, то фотоны будут нести меньшую энергию, такое излучение будет невидимым глазу и называется инфракрасным. Т.е. с частотой ниже, чем частота, соответствующая красному цвету.

Ультрафиолетовое, световое, инфракрасное, микроволновое и даже радиоволны — всё это — электромагнитное излучение. Вакуум прозрачен для любых излучений этой природы. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения преодолевает его точно также как и обычный видимый свет, и за 8 минут с небольшим добирается от Солнца до Земли.

Здесь оно поглощается различными способами, и превращается во внутреннюю энергию нашего земного вещества (включая атмосферу). Т.е. в его тепло.

Сначала лучи падают на экзосферу — высота от 2000 до 800 км. Этот слой очень прозрачен и потому не интересен нам.
Далее на их пути встречается термосфера — 800—90км. Здесь ультрафиолетовая часть спектра сильно поглощается и ионизирует атмосферу. Если говорить о температуре как об энергии теплового движения молекул (а не как о цифрах, которые показывает термометр), то днём температура на высоте 800км может достигать +1500°С. Правда из-за сильной разреженности обычный термометр столько нам не покажет. Сильно затруднена передача тепла от атмосферы к твёрдому телу (о которой мы говорили в самом начале).
К высоте 90км температура спадает в среднем до −60°С. Но внизу мезосферы к 55 километрам опять повышается до 0°С.
Потом в стратосфере опять спадает до −50°С.
И уже от −50°С через толщу тропосферы до самой поверхности земли температура повышается до известной нам температуры в которой мы живём, потому что здесь воздух нагревается уже от земной поверхности, на долю которой достаётся основная доля инфракрасного излучения.

Итак, ультрафиолетовое излучение греет воздух вверху, а инфракрасное — греет землю внизу, и от земли уже греется воздух тем способом, который мы обсуждали в самом начале.

Прочитать ещё 4 ответа

Источник

Воздушные массы: определение, основные свойства, типы, трансформация

На этот раз мы разберём с вами, что такое воздушные массы, основные свойства воздушных масс, их типы и трансформацию.

Воздушная масса – объем воздуха, занимающий большое пространство и имеющий относительно однородные (одинаковые) свойства. По горизонтали воздушные массы (далее ВМ) могут занимать тысячи километров, а по вертикали распространяться до верхней границы тропосферы.

Свойствами воздушной массы являются: температура воздуха, влажность, содержание примесей (пыли), дальность видимости. Эти характеристики закладываются в процессе её формирования, поэтому они частично отражают место первоначального происхождения. Иначе говоря, холодная ВМ возникает в более северных широтах, а не на юге. Значительное похолодание происходит в результате затока холодной ВМ из более северных широт.

Воздушные массы, действующие на ЕТР

По влажности

Обычно воздушные массы, приходящие на Европейскую территорию России с западной стороны, более влажные (морские ВМ), с востока – сухие (континентальные ВМ). Но это справедливо далеко не во всех районах мира. Во Владивостоке, например, воздушная масса с востока будет более влажная (морская), а с запада – сухая (континентальная). Это связанно с тем, что с восточной стороны море, а с западной – континент. Поэтому за год в прибрежной зоне выпадает около 1000мм осадков.

По прозрачности

Прозрачнее воздушные массы, которые формируются вблизи полюса. В арктическом воздухе содержится меньше пыли, так как он формируется над водами Северного Ледовитого океана. Менее прозрачный воздух тропических широт, он содержит большое количество пыли (мелких частиц), которые поднимает с поверхности суши ветер (особенно песок). Но на прозрачность воздуха влияет не только пыль, но и частицы воды (водяной пар). При сильном дожде или тумане вы легко заметите, как уменьшается видимость.

Воздушные массы различаются по своим свойствам во всех направлениях: с севера на юг (меридионально), с запада на восток (зонально). Если говорить о той же Европейской территории России, то ВМ, приходящие с востока, являются континентальными (более сухими, как уже отмечалось выше), с запада к нам поступают воздушные массы морского типа (более влажные).

Морские воздушные массы формируются над морем, континентальные – над континентом.

четыре основных типа воздушных масс

Всего выделяют 4 основных типа воздушных масс: арктические, умеренные (или полярные), тропические, экваториальные. Эта классификация в основном учитывает близость к экватору (т.е. в основе классификации меридиональное изменение). В самом простом варианте можно сказать, что на экваторе теплее, а на полюсах – холоднее. Данную классификацию можно дополнить: каждый из четырёх видов имеет морской и континентальный тип. Итого, уже 8 видов воздушных масс.

Воздушная масса, сформировавшись над какой-то территорией, не остаётся на месте, она перемещается, происходит её трансформация.

Трансформация – это изменение свойств воздушной массы под влиянием подстилающей поверхности. Подстилающей поверхностью может быть море, льды, а может быть и суша.

Процесс трансформации воздушных масс в среднем продолжается 4-6 дней. Признаком окончания трансформации является устойчивый режим температуры ВМ изо дня в день.

О воздушных массах можно говорить долго и мы далее обязательно еще продолжим эту тему. На этот раз всё, до следующих встреч!

Похожие темы:

Классификация климатов

Источник

Воздушные массы — большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы — тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.

Различные воздушные массы, господствующие над Северным полушарием

Однородность свойств воздушной массы достигается формированием её над однородной подстилающей поверхностью в сходных условиях теплового и радиационного баланса.

Кроме того, необходимы такие циркуляционные условия, при которых воздушная масса длительно циркулировала бы в регионе формирования. Значения метеорологических элементов в пределах воздушной массы меняются незначительно — горизонтальные градиенты малы. Резкое возрастание градиентов метеорологических величин, или, по крайней мере, изменение величины и направления градиентов происходит в переходной зоне между двумя воздушными массами — зоне атмосферного фронта.

Объекты, возникающие в тропосфере в результате взаимодействия воздушных масс — переходные зоны (фронтальные поверхности), фронтальные облачные системы облачности и осадков, циклонические возмущения, имеют тот же порядок величины, что и сами воздушные массы — сравнимы по площади с большими частями материков или океанов, время их существования — более 2-х суток.

Очагами формирования воздушных масс обычно бывают регионы, где воздух опускается, а затем распространяется в горизонтальном направлении — этому требованию отвечают антициклонические системы. Антициклоны чаще, чем циклоны, бывают малоподвижными, поэтому формирование воздушных масс обычно и происходит в обширных малоподвижных (квазистационарных) антициклонах. Кроме того, требованиям очага отвечают малоподвижные и размытые термические депрессии, возникающие над нагретыми участками суши. Наконец, формирование полярного воздуха происходит частично в верхних слоях атмосферы в малоподвижных, обширных и глубоких центральных циклонах в высоких широтах. В этих барических системах происходит трансформация (превращение) тропического воздуха, втянутого в высокие широты в верхних слоях тропосферы, в умеренный воздух.

Воздушные массы классифицируют, прежде всего, по очагам их формирования в зависимости от расположения в одном из широтных поясов. Согласно географической классификации, воздушные массы можно подразделить на основные географические типы по тем широтным зонам, в которых располагаются их очаги :

Арктический или антарктический воздух (АВ),
Умеренный воздух (УВ),
Тропический воздух (ТВ),
Экваториальный воздух (ЭВ).

Данные воздушные массы, кроме того, можно подразделять на морские (м) и континентальные (к).

Как показывает практика, поскольку умеренная воздушная масса имеет значительную меридиональную протяжённость (в СНГ примерно от 45-48° до 60-65° северной широты), её термические (и другие) свойства значительно различаются в северной и в южной частях этой обширной географической зоны, поэтому правильнее подразделить умеренную ВМ на две самостоятельные — северную умеренную (СУВ) и южную умеренную (ЮУВ).

Трансформация воздушных масс[править | править код]

При перемещении воздушная масса начинает изменять свои свойства — они уже будут зависеть не только от свойств очага формирования, но и от свойств соседних воздушных масс, от свойств подстилающей поверхности, над которой проходит воздушная масса, а также от длительности времени, прошедшего с момента образования воздушной массы. Эти влияния могут вызвать изменения в содержании влаги в воздухе, а также изменение температуры воздуха в результате высвобождения скрытой теплоты или теплообмена с подстилающей поверхностью.

Процесс изменения свойств воздушной массы называется трансформацией или эволюцией. Трансформация, связанная с движением воздушной массы, называется динамической. Скорости перемещения воздушной массы на разных высотах будут различными, наличие сдвига скоростей вызывает турбулентное перемешивание. Если нижние слои воздуха нагреваются, то возникает неустойчивость и развивается конвективное перемешивание. Обычно процесс трансформации воздушной массы продолжается от 3 до 7 суток. Признаком его окончания является прекращение существенных изменений температуры воздуха день ото дня как вблизи земной поверхности, так и на высотах.

Термодинамическая классификация воздушных масс[править | править код]

Тёплой (холодной) называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей её среды и в данном районе постепенно охлаждается (нагревается), стремясь приблизиться к тепловому равновесию. Под окружающей средой здесь понимается характер подстилающей поверхности, её тепловое состояние, а также соседние воздушные массы.

Чтобы определить, охлаждается или прогревается воздушная масса в данном районе, следует в течение несколько дней сравнивать Тмакс (максимальную дневную приземную температуру воздуха) или Т850 (температуру воздуха на уровне 850 гПа, около 1,5 км над уровнем моря).

Местной (нейтральной) воздушной массой называют массу, находящуюся в тепловом равновесии со своей средой, то есть день за днем сохраняющую свои свойства без существенных изменений (Тмакс день ото дня изменяется не более чем на 1…2°). Таким образом, трансформирующаяся воздушная масса может быть и тёплой, и холодной, а по завершении трансформации она становится местной.

На карте АТ-850 холодной воздушной массе соответствует ложбина или замкнутая область холода (очаг холода), тёплой — гребень или очаг тепла. Воздушная масса может характеризоваться как неустойчивым, так и устойчивым равновесием. Данное разделение воздушных масс учитывает один из важнейших результатов теплового обмена — вертикальное распределение температуры воздуха и соответствующий ему вид вертикального равновесия. С устойчивыми (УВМ) и неустойчивыми (НВМ) воздушными массами связаны определённые условия погоды. Нейтральные (местные) воздушные массы в любой сезон могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми в зависимости от начальных свойств и направления трансформации той воздушной массы, из которой образовалась данная воздушная масса.

Устойчивость[править | править код]

Устойчивой называют воздушную массу, в которой преобладает устойчивое вертикальное равновесие, то есть в основной её толще вертикальный температурный градиент меньше влажноадиабатического. Термическая конвекция в УВМ не развивается, а динамическая развита слабо. Среднее значение вертикального температурного градиента в УВМ обычно меньше 0,6°/100 м. Здесь встречаются слои инверсии и изотермии (задерживающие слои). В УВМ могут возникать облака турбулентного обмена — слоистые и слоисто-кучевые. Если же уровень конденсации лежит выше верхней границы турбулентного слоя, то наблюдается ясная погода. Значительных осадков в УВМ не наблюдается, из слоистых облаков, достигших значительной вертикальной мощности, в ряде случаев могут выпадать моросящие осадки, а из слоисто-кучевых зимой — слабый снег. Благодаря слабому вертикальному обмену, в УВМ обычно наблюдаются дымки, а в ряде случаев и туманы.

Тёплая устойчивая воздушная масса над материками наблюдается, как правило, в холодную половину года, и поступает в данный регион в тёплых секторах циклонов и примыкающих к ним северных окраинах антициклонов. В отдельных случаях вертикальная мощность слоистых облаков возрастает настолько, что они превращаются в слоисто-дождевые и начинают давать обложные осадки. Вертикальное распределение температуры воздуха представлено слоями инверсии и изотермии, либо малых температурных градиентов до высоты 3-4 км.

Холодная устойчивая воздушная масса наблюдается над материками, в основном, зимой. Основной тип — морозная безоблачная погода, иногда с радиационными туманами. Дополнительный тип — значительная и сплошная слоистая и слоисто-кучевая облачность, иногда слабые снегопады.

Неустойчивость[править | править код]

Неустойчивой (НВМ) называется воздушная масса, в основной толще которой преобладает влажнонеустойчивая стратификация, что при достаточной влажности приводит к формированию конвективных облаков. Для НВМ характерны кучевые и кучево-дождевые облака, зимой — слоисто-кучевые с отдельными плоскими кучево-дождевыми. Приземная скорость ветра в неустойчивой воздушной массе при одной и той же величине барического градиента больше, чем в устойчивой. Ветер часто бывает порывистым, а при прохождении кучево-дождевых облаков порой наблюдаются шквалы. Наиболее ярко неустойчивость проявляется в образовании развитых кучево-дождевых облаков, выпадении ливневых осадков, развитии гроз. Чем больше неустойчивость воздушной массы, тем больших высот достигает верхняя граница кучево-дождевой облачности.

Тёплая неустойчивая воздушная масса над материками наблюдается летом, вблизи побережий морей может наблюдаться и зимой. Тёплая воздушная масса может быть неустойчивой в тёплых секторах циклонов и на западной периферии антициклонов: наблюдается кучевая облачность, иногда кучево-дождевая с ливневыми осадками и грозами, порой с радиационными туманами (преимущественно после выпадения дождя и ночного прояснения). Вертикальный температурный градиент в значительном слое атмосферы больше влажноадиабатического.

Холодная неустойчивая воздушная масса наблюдается в тыловых частях циклонов за холодными фронтами и частично в примыкающих к ним окраинам антициклонов: наблюдается кучевая, кучево-дождевая облачность, ливневые осадки, часто многократно повторяющиеся, иногда днем грозы. Суточный ход метеорологических элементов велик. Холодная неустойчивая воздушная масса особенно характерно проявляется весной — «апрельская погода», когда в северной зоне умеренных широт ещё лежит снег, а в южной зоне почва уже заметно прогрелась.

Особенно велико влияние на устойчивость воздушной массы свойств подстилающей поверхности. Если воздушная масса теплее подстилающей поверхности, то в приземном слое она охлаждается. У Земли температуры воздуха могут стать ниже, чем на более высоких уровнях. В этом случае в атмосфере могут образоваться задерживающие слои. Воздушная масса становится устойчивой, по крайней мере, в нижнем слое атмосферы. Если воздушная масса холоднее подстилающей поверхности, то в приземном слое она прогревается, увеличиваются контрасты температуры между нижними слоями атмосферы и вышележащими и создаются благоприятные условия для развития конвекции: воздушная масса становится неустойчивой.

См. также[править | править код]

Циркуляция атмосферы
Планетарный пограничный слой

Ссылки[править | править код]

Воздушные массы и атмосферные фронты

Источник