Классификации (термодинамическая и географическая) воздушных масс.

Согласно географической классификации различают воздушные массы четырех широтных зон Земли: арктический или антарктический воздух (АВ), умеренный или полярный воздух (УВ, ПВ), тропический (ТВ) и экваториальный (ЭВ) воздух. В каждом из этих типов выделяют подтипы морской и континентальный (например, кАВ – континентальный арктический, мПВ – морской полярный воздух и т. д.). Иногда применяют детализированную географическую классификацию воздушных масс для разных областей Земли с указанием географического положения преобладающих очагов формирования: Средиземноморский воздух, Иранский воздух и пр.

Согласно термодинамической классификации воздушные массы подразделяются на теплые, холодные и местные (нейтральные).

Нейтральной (местной) является воздушная масса, температура которой соответствует условиям радиационного и теплового баланса в районе ее нахождения. Она наблюдается только в очагах своего формирования. В дальнейшем, когда воздушная масса перемещается, о ее температуре судят, относительно соседних воздушных масс. Из них теплой называют ту, которая теплее, а холодной – которая холоднее. При этом относительно теплая воздушная масса может еще продолжать нагреваться, а относительно холодная – еще более охлаждаться.

Местные, холодные и теплые воздушные массы могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми. Как известно, устойчивая стратификация подавляет вертикальные движения. При неустойчивой стратификации развивается конвекция. Неустойчивой стратификация будет в случаях, когда температура воздуха с высотой падает быстро (больше 1°С на 100 м высоты). При одних и тех же условиях более влажная воздушная масса относительно неустойчивее менее влажной воздушной массы. Наиболее ярко неустойчивость воздушной массы проявляется в образовании мощных кучево-дождевых облаков (Cb), в выпадении ливневых осадков, в развитии гроз и шквалов. Предельная устойчивость в атмосфере имеет место в случае инверсии температуры во всем нижнем слое тропосферы.

Влияние подстилающей поверхности на устойчивость воздушной массы очень велико. Если воздушная масса теплее подстилающей поверхности, т.е. день за днем охлаждается при взаимодействии с поверхностью, то в приземном слое развивается инверсия, и воздушная масса становится устойчиво стратифицированной. Поэтому теплая воздушная масса в умеренных широтах часто является устойчивой воздушной массой.

Если воздушная масса холоднее подстилающей поверхности и от нее нагревается, то в приземном слое вертикальный градиент температуры (γ) быстро возрастает, и условия для развития конвективных движений становятся все более благоприятными. Поэтому холодная воздушная масса, как правило, является неустойчивой. Наибольшая неустойчивость наблюдается при хорошо развитой конвекции, т. е. если вертикальный градиент температуры γ больше сухоадиабатического γа. Типично теплые, а также местные воздушные массы в холодное время года являются, как правило, устойчивыми. Напротив, типично холодные, а также местные воздушные массы в теплое время года являются обычно неустойчивыми и характеризуются повышенной турбулентностью и развитием конвекции с соответствующим облакообразованием.

Трансформация воздушных масс. Воздушные массы, перемещаясь из очагов формирования в другие области Земли, изменяют свои основные характеристики вследствие изменения свойств подстилающей поверхности (ПП) (относительная трансформация), а при длительной задержке в новом географическом районе превращаются в воздушные массы другого основного типа (абсолютная трансформация). Скорость трансформации воздушных масс зависит от скорости перемещения и контрастности их термодинамических свойств и характера ПП, сезона года и т. д. Если поверхность моря теплее воздуха, то в этом случае приводный слой воздушной массы характеризуется неустойчивой стратификацией и потоки тепла и влаги направлены в атмосферу и, следовательно, скорость трансформации возрастает. Если, напротив, вода холоднее воздуха, турбулентное перемешивание замедляется и скорость трансформации падает. Особенно это заметно вдали от берега.