ИСТОРИЯ ЖИЗНИ ВОЗДУШНЫХ МАСС. И ИХ РАСПОЗНАВАНИЕ

Если бы над обширными районами все. время держался воздух с неизме — няющимися свойствами, перемены погоды были бы очень незначительными, а объем задач, связанных с прогнозом погоды и полетами, значительно сократился бы. К счастью, с большинства точек зрения и, к сожалению, с некоторых других точек зрения существует непрерывное перемещение воздуха, свойства которого не остаются одинаковыми. Иногда это переме­щение помогает нам, в других случаях мешает. Чем лучше вы будете зна­комы с разными типами воздуха и с погодой, связанной с каждым из них, а также с взаимодействием между разными типами, тем лучше и безопаснее вы можете планировать свои полеты. . :

Рис. 37. Вы, вероятно, много слышали за последнее время о «воздуш­ных массах» и задавали себе вопрос, что значит это выражение. Попросту говоря, воздушная масса — это большое количество воздуха, приблизи­тельно однородного строения в горизонтальном направлении. Другими словами, в воздушной массе величина удельной влаж­ности или потенциальной тем­пературы приблизительно оди­накова для точек Ии В (вспом­ните рис. 24).

Пробыв более или менее не­подвижно над обширными рай­онами суши или воды, воздуш­ные массы в конце концов при­нимают свойства этих районов (точно так же будет с вами, если вы посидите довольно долго на глыбе льда). Другими словами, воздух над арктическими областями становится

очень холодным, а воздух, например, над Мексиканским заливом — очень теплым и влажным. Области, вызывающие большие изменения в находя­щемся над ними воздухе, называются «областями формирования» [4].

Таким образом, область формирования — это район, в котором притек­ший туда воздух медленно приобрел свойства новой окружающей его среды.

Изменения, происходящие в воздухе, который продолжительное время находится над областью формирования, имеют существенное значение при изучении погоды: а) в области формирования, б) внутри воздушной массы, когда она удаляется от этой области в другие и в) между воздушными массами разного типа, когда они взаимно влияют одна на другую. Вы лег­ко поймете, что было бы весьма удобно иметь какое-нибудь средство опре­деления типа каждой воздушной массы. Прежде всего надо найти свойство или величину, которая изменилась бы незначительно при изменении свойств воздуха во время его движения от области формирования. Такое свойство (или характеристику) можно было бы назвать «консервативным», так как оно стремится оставаться почти неизменным.

Фактическая температура (та, которую показывает ваш термометр) изменяется очень значительно и поэтому не может быть использована в ка­честве постоянного свойства, хотя в практической метеорологии, при на­личии большого числа наблюдений, она имеет большое значение, особенно если наблюдают за путями движения воздушных масс по картам погоды, составленным через определенные промежутки времени.

Относительная влажность чрезвычайно изменчива. Изменения темпе­ратуры, испарение и осадки вызывают соответствующие изменения в отно­сительной влажности.

Абсолютная влажность изменяется в значительной степени под влия­нием изменений температуры, давления и объема, испарения и осадков.

Удельная влажность является более постоянной величиной. Она изме­няется с приобретением или потерей влаги воздухом. Хотя удельная влажность изменяется под влиянием испарения и осадков, изменения происходят более постепенно, чем изменения вышеприведенных свойств.

Потенциальная и эквивалентно-потенциальная температуры являются достаточно постоянными свойствами воздушной массы. При конвекции (вертикальном движении) потенциальная температура некоторого объема воздуха остается неизменной, пока воздух остается ненасыщенным. После насыщения потенциальная температура постоянно меняется из-за непре­рывного изменения вертикального температурного градиента внутри под-

нимающего воздуха. Эквивалентно — потенциальная температура некото­рого объема воздуха постоянна при конвекции как в ненасыщенном, так и в насыщенном воздухе.

По мере приобретения опыта вы 38- глубже познакомитесь с изменения­ми, Происходящими в воздушной массе при ее горизонтальном дви­жении из области формирования в районы с разнообразными свойства­ми поверхности. Я могу только j ис вкратце ознакомить вас с основными 3S’ типами могущих произойти измене­ний; где и когда эти изменения происходят в каждом отдельном случае, вам придется находить са­мим путем наблюдения и анализа не только самого воздуха, но и по­

Рис. 40. Воздух охлаждается после заката солнца от соприкосно­вения с охлаждающейся землей, причем возникает инверсия, как это было показано на рис. 34.

Рис. 41. Воздушная масса в верхней части рисунка перемести­лась с теплой поверхности земли на холодную и охлаждается. В то же время в нее поступает влага вследствие испарения. Эта воздуш­ная масса достигнет насыщения ско­рее, чем воздушная масса в нижней половине рисунка, так как послед­няя не охлаждается, в то время как в нее поступает испаряющаяся вла­га. Это напоминает нам рассмо­тренное выше соотношение между температурой и влажностью, а имен­но: чем выше температура воздуха, 4"? тем большее количество влаги он может содержать.

Рис. 42. Осадки из облаков, образовавшихся в воздушной массе А, попадают в нижележащую воз­душную массу В. Частичное испа-

Рис.

рение этих осадков вызывает уве — 43. личение влажности нижней воздуш­ной массы.

Рис. 43. Воздух, поднимаемый через гору, охлаждается адиабати­чески. Если он влажен, он достигнет насыщения, а при дальнейшем ох — лаждении в нем образуются облака 44, и появятся осадки.

Рис. 44 и 45. Холодный воздух, протекающий над теплой поверхно­стью, нагревается снизу. Нагревание его нижних слоев вызывает увели­чение вертикального температурного градиента. Если нагревание настоль­ко сильно, что температурный градиент станет больше адиабатического,

создух придет в состояние неустой­чивого равновесия, в нем возник­нут условия, благоприятные для конвекции.

Рис. 46. Нагревание снизу, вызывающее состояние неустойчи-

Риг*

45. в ого равновесия, приводит к конвек­ции. Если воздух содержит влагу и относительная влажность достаточ­но вьюока, охлаждение во время конвекции может вызвать образова­ние облаков внутри воздушной мас­сы. Эти облака обычно бывают типа

Ригу

46. кучевых, в виде комков ваты, с пло­ским основанием.

Рис. 47 и — 48. Охлаждение теп­лого воздуха снизу при прохожде­нии над холодной поверхностью уменьшает вертикальный темпера-

рис. турный градиент до величины, мень­шей адиабатического, и создает со­стояние устойчивого равновесия.

Р и с. 49. Если охлаждение достаточно, чтобы вызвать насыще­ние и конденсацию, в нижних слоях воздуха образуются низкие облака

Р4И8С’ и туман.