ТЕПЛЫЕ ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ

Тропический континентальный воздух (Тс). Воздух этого типа имеет во все времена года сравнительно небольшое значение для полетов, хотя летом его влияние сильнее, чем зимой. Это объясняется тем, что площадь жарких континентальных районов в США и Мексике в теплое время увели­чивается. Этот воздух горячий и очень сухой. Хотя по временам он бывает очень неустойчивым, однако он свободен от облаков, так как его относи­тельная влажность настолько низка, что для насыщения его водяным паром необходим подъем на ненормально большую высоту (и очень сильное охлаж­дение). Условия для полета в нем обычно хороши, хотя днем вы встречаете турбулентность даже на большой высоте.

Нижеследующее описание масс морского тропического воздуха гораз­до длиннее описания воздушных масс других типов просто потому, что морской тропический воздух, в особенности тропический с залива (Тд) и тропический атлантический (Та), имеет очень большое значение.

Тропический тихоокеанский воздух (Тр) зимой. Воздух этого типа форми­руется в поясе пассатов между Калифорнией и Гавайскими островами, в области высокого давления. Зимой тропический тихоокеанский воздух имеет большое значение для западной части США. В этом районе вода в океане сравнительно прохладна, и то обстоятельство, что воздух сформи­ровался в областях высокого давления, повышает его устойчивость (вспом­ните, что опускание воздуха вызывает увеличение устойчивости, как пока­зано на рис. 33). В воздухе над океаном, вблизи побережья Мексики, наблю­даются кучевые облака с ливнями, но эти облака не достигают величины облаков, наблюдаемых в других морских тропических воздушных массах. При движении в северном направлении этот воздух проходит над более холодной океанской водой, и устойчивость его увеличивается. С переходом из неустойчивого в устойчивое состояние изменяется и тип облаков. Куче­вые облака сменяются слоистыми или слоисто-кучевыми. Устойчивость, созданная охлаждением воздуха снизу, уменьшает его турбулентность. Верхний предел облаков понижается до высоты 1500—2 400 м. Непрерыв­ный подъем тропического тихоокеанского воздуха над нижележащим кли­ном более холодного и более плотного воздуха (как мы увидим ниже, это называется «теплым фронтом») вызывает дождь на западном побережье США. В большинстве случаев эта воздушная масса и погода в ней имеют значение только для западного побережья, но иногда тропический тихо­океанский воздух переваливает через Скалистые горы. Если при этом райо­ны, прилегающие непосредственно к Скалистым горам с востока, заняты глубоким слоем холодного полярного континентального воздуха, то подъем тропического тихоокеанского воздуха, натекающего на холодный воздух, продолжается к востоку от гор и вызывает снегопад.

Условия для полетов вполне благоприятны, за исключением того слу­чая, когда в районах осадков (вблизи фронта) вы, вследствие непрерывного дождя, встречаете низкие потолки и плохую видимость. Турбулентность

и в ясных и в облачных частях воздушной массы невелика, так как в воз­духе отсутствует конвективная неустойчивость (см. рис. 30).

Летом нормальное направление потоков воздуха над Тихим океаном не благоприятствует вторжению масс тропического тихоокеанского воз­духа в США ввиду существования области высокого давления над океаном у побережья США.

Зимой играют большую роль другие морские тропические массы, отличающиеся по своим свойствам от тропического тихоокеанского воздуха. Тропический воздух с залива (Ту), формирующийся над Мексиканским заливом и Караибским морем, и тропический атлантический воздух (Та), формирующийся над Саргассовым морем, имеют для США чрезвычайно большое значение. В областях их возникновения температура океанской боды высока, так же как температура воздуха и его удельная влажность, так что этот воздух характеризуется влажнонеустойчивостью (вспомните, что на рис. 23 воздух был устойчив, пока был ненасыщен, но после насы­щения сразу становился неустойчивым).

Тропический воздух Мексиканского залива имеет очень высокую удель­ную влажность, а ввиду того, что это большое количество влаги почти насыщает воздух, относительная влажность тоже высока (теплый воздух может содержать больше влаги, чем холодный, а в данном случае он содер­жит почти все количество влаги, которое может в нем заключаться). Ввиду высокой относительной влажности воздуху этого типа не приходится под­ниматься очень высоко, чтобы охладиться до температуры, вызывающей конденсацию водяного пара; поэтому такой воздух характеризуется слоисто­кучевыми и слоистыми облаками. Надвигаясь на сушу, тропический воздух Мексиканского залива медленно поднимается над пологим скатом местно­сти в южных штатах. Этот подъем происходит постепенно и на недостаточно большую высоту, чтобы вызвать неустойчивость воздуха. При продолжи­тельном движении над холодной поверхностью суши к северо-востоку, се­веру и северо-западу воздух становится все более устойчивым, относитель­ная влажность его увеличивается, и в нижних слоях воздуха над более холодной землей образуются низкие облака и туман.

Ночью и рано утром погода внутри воздушной массы облачная со слои­стыми или слоисто-кучевыми облаками. После нагревания солнцем в те­чение дня низкие облака часто исчезают, и воздух проясняется. При таких условиях местных гроз не бывает (местными грозами называются грозы, вызванные сильным местным нагреванием поверхности; это нагревание поверхности создает в нижних слоях воздуха неустойчивость, достаточную для того, чтобы вызвать подъем, приводящий к влажнонеустойчивости воздуха). Однако, если подъем воздуха вызван горным хребтом или клином более холодного и более плотного воздуха, этот подъем может оказаться достаточным, чтобы создать неустойчивость в воздухе даже зимой, в резуль­тате чего происходят сильные ливни или грозы (было бы полезно при этих рассуждениях напрячь свое воображение и мысленно посетить воздуш­ные массы в областях их формирования и проследить за ними в их движении).

Зимой тропическая атлантическая воздушная масса, двигающаяся к северу из области формирования над Саргассовым морем, охлаждается снизу более холодной водой океана, в результате чего становится устойчи­вой. Продолжительное охлаждение воздушной массы при ее движении на север ведет к образованию тумана в обширных районах. Подъем тропи­ческого атлантического воздуха над клином более холодного и более плот­ного воздуха в северной части Атлантического океана и вдоль атланти­ческого побережья США ведет к образованию облаков и значительным осадкам, выпадающим из массы тропического атлантического воздуха. Знаменитые «норд-осты» в северо-восточных штатах, сопровождаемые дож­дем и снегом, являются следствием натекания теплого влажного тропиче­ского атлантического воздуха на более холодный воздух.

Ваш полет через морские тропические воздушные массы зимой будет спокойным и приятным, кроме тех случаев, когда потолки и видимость понижаются под очень низкими слоистыми облаками или в районах тума­на. Опасность обледенения отсутствует, как и сильная турбулентность, за исключением случаев, когда происходит подъем воздуха на высоту, до­статочную для того, чтобы вызвать в нем неустойчивость (см. на рис. 23 объяснение влажнонеустойчивости).

Тропический воздух Мексиканского залива и тропический атлантиче­ский воздух имеют особенно важное значение летом. Летом солнечное лу­чеиспускание и нагревание поверхности суши значительно усиливаются и вызывают преобладание низкого давления над континентальными обла­стями США. Над Атлантическим океаном, где воздух сравнительно холод­нее и плотнее, господствует большей частью высокое давление. Это сочета­ние высокого давления в океане с низким давлением на материке очень благоприятствует непрерывному притоку морских тропических воздуш­ных масс в США из области высокого в область низкого давления. Ввиду того, что поверхность суши нагрета, и теплый морской воздух затекает далеко на север страны, южная граница холодного полярного воздуха проходит далеко на севере и лишь изредка достигает южных областей стра­ны в виде отдельных вторжений холодного воздуха.

Тмешшнски^шш

Свойства тропического воздуха Мексиканского залива и тропического атлантического воздуха в областях формирования летом во многом схожи с их зимними свойствами. Летом воздух теплее, влажнее и конвективно более неустойчив до больших высот, чем зимой, а величина подъема, необ­ходимого для насыщения воздуха, меньше, чем зимой, ввиду большего содержания влаги и более высокой относительной влажности.

Одно из основных различий между морскими тропическими воздушными массами летом и зимой заключается в тех изменениях, которые они претер­певают при движении над сушей. Летом они не охлаждаются, а нагреваются снизу, что увеличивает их неустойчивость. При достаточно энергичной кон­векции развивается резкая неустойчивость, вызывающая грозы.

Р и с. 55. Этот рисунок изображает массу морского тропического воздуха, двигающуюся с Мексиканского залива через сушу в северном направлении. Слева вы заметите ливни и грозы — последствия неустой­чивости, вызванной нагреванием и увеличением влажности нижних слоев воздуха. При движении воздуха над сушей, как показано в середине рисунка, внизу попрежнему имеется источник тепла в виде нагретой земли, хотя источник влаги прекратил свое действие. Воздух попрежнему неустой­чив, а потому ливни и грозы продолжаются. Подъем воздуха над горным хребтом в правой части рисунка вызывает еще более интенсивную кон­векцию, более сильные осадки и более усиленную грозовую деятельность.

При этом движении к северу воздух теряет значительную часть влаги в виде осадков. Удельная и относительная влажность его падает, а высота подъема, необходимая для насыщения, увеличивается. Чем дальше тро­пический воздух Мексиканского залива удаляется на север от области формирования, тем меньше облаков и реже грозы в воздушной массе. Воздух становится чистым. Однако он сохраняет свойство прежнего

Ночью

(Пример)

• Нучввые остана ^ ( уменьшаются)

‘швТОІГчї к

‘ г™ Неимение воздуха — и Теплый воздух і

Мексиканский залив,

морского тропического воздуха— влажнонеустойчивость. Значительный подъем воздушной массы, например при натекании на более холодный и более плотный воздух, сделает ее неустойчивой и вызовет грозы на боль­шой высоте.

Тропический атлантический воздух имеет примерно те же свойства, что и тропический воздух Мексиканского залива, с той лишь разницей, что при прохождении первого над более холодной водой океана в нем иногда образуются ночью и рано утром морские туманы.

Рис. 56. На этом рисунке изображены изменения несколько дру­гого типа. Тот же тропический воздух Мексиканского залива удаляется от области формирования ночью, проходя над более прохладной землей. Кучевые облака, показанные слева, над сушей уменьшаются благодаря устойчивости, вызванной охлаждением снизу. Это охлаждение и стаби­лизация воздуха могут оказаться достаточными для образования в ночное время внутри воздушной массы слоистых облаков. При таких условиях конвективные кучевые облака исчезают. Если путь воздушной массы пересекает горы, как показано справа, подъема, вызываемого горами, обычно бывает достаточно для перехода в состояние неустойчивого рав­новесия и возникновения энергичной конвекции и сильных гроз.

При полете через тропический воздух Мексиканского залива и тро­пический атлантический воздух летом вы можете встретить меняющуюся погоду. Рано утром, вследствие охлаждения воздуха — прохладной землей, на побережье Мексиканского залива или Атлантического океана наблю­даются обширные районы низкой облачности, вызывающей низкие потолки и плохую видимость, но выше облаков вы можете лететь в спокойном, ясном воздухе. Солнечное тепло после восхода солнца рассеивает нижние слоистые облака, но позднее, в течение дня, конвекция приводит к образованию куче-

вых облаков, иногда разрастающихся до размеров грозовых. Обычно вы можете обогнуть местную грозу, избегая сильной турбулентности и дер­жась более спокойного воздуха вне облаков. Лететь же сквозь такие грозы, конечно, рискованно. Когда грозы вызваны в морских тропических воз­душных массах значительным подъемом воздуха по клину более холодного и более плотного воздуха, погода становится опасной для полетов, так как вместо отдельных гроз вы встретите непрерывную цепь грозовой дея­тельности.

Полет при порывистом ветре
может означать хорошую
встряску.