Masą powietrza- nazywamy wycinek troposfery charakteryzujący się dużą jednorodnością cech fizycznych, takich jak temperatura i wilgotność.

Transkrypt

1

2 Masą powietrza- nazywamy wycinek troposfery charakteryzujący się dużą jednorodnością cech fizycznych, takich jak temperatura i wilgotność. Masa powietrza zalegająca dłuższy czas (kilka dni) nad danym obszarem nabiera cech tego obszaru. Obszary, nad którymi kształtują się masy powietrza, to obszary źródłowe. Ze względu na różne cechy fizyczne mas oraz odmienne położenie obszarów źródłowych istnieją różne klasyfikacje mas powietrza: termiczna, wilgotnościowa, geograficzna.

3

4 Podział mas powietrza ze względu na temperaturę: -Ciepła masa powietrza-jest to taka masa, która napływając nad dany obszar stopniowo się ochładza. Ochładzanie to rozpoczyna się w najniższej warstwie, tam gdzie dochodzi do styku z podłożem i stopniowo przenosi się w coraz wyższe warstwy. W tych warunkach w dolnych, czyli szybciej ochładzających się warstwach następuje wzrost poziomu wilgotności na skutek kondensacji pary wodnej - tworzyć się wtedy mogą niskie chmury stratus, dające lekką mżawkę lub chmury grubsze - nimbostratus dające już jednostajny opad. Silne ochładzanie się dolnych warstw powietrza może doprowadzić do inwersji (niżej jest zimniej niż wyżej - stan odwrotny niż normalnie), co z kolei powoduje powstanie mgieł, często towarzyszących chmurom stratus i nimbostratus. Brak ruchów pionowych w takiej masie skutkuje utrzymywaniem się w pobliżu ziemi drobnych zawiesin pyłowych, co jest dodatkowym czynnikiem mgłotwórczym. Dobowe różnice temperatur są niewielkie, a wiatry albo w ogóle nie występują, albo są słabe. W naszych polskich warunkach typowym przykładem takiej masy i pogody z nią związanej jest napływ w zimie powietrza polarno-morskiego znad Północnego Atlantyku, kiedy to następuje zwykle odwilż, wzrost zachmurzenia, mgły i osłabienie wiatru.

5 -Chłodna masa powietrza- to taka masa, która napływając nad dany obszar stopniowo się nagrzewa. Z tym procesem wiąże się wzrost chwiejności, czyli wzrost zdolności do ruchów konwekcji termicznej. Rozwijające się chmury należą głównie do typu chmur kłębiastych cumulus, które mogą rozwinąć się w chmury deszczowe cumulonibus - powstające opady mają charakter przelotny - latem może być to również grad i burze, a zimą przelotne nawet bardzo silne, ale krótkotrwałe opady śniegu. W chłodnej masie powietrza wiatry są zwykle porywiste i silne, a wszystkie inne elementy meteorologiczne podlegają dużym wahaniom dobowym - szczególnie nad lądem.

6 Podział mas powietrza ze względu na zawartość pary wodnej i rodzaj podłoża obszaru źródłowego: Morska masa powietrza kształtuje się nad obszarami morskimi, więc zawiera dużą ilość wilgoci, co powoduje powstawanie chmur i opadów atmosferycznych oraz ochłodzenie latem i podwyższenie temperatury zimą; Kontynentalna masa powietrza sucha masa powietrza kształtująca się nad obszarami lądowymi, przynosząca bezchmurną pogodę i duże spadki temperatury w okresie zimowym.

7 Podział mas powietrza ze względu na położenie geograficzne obszarów źródłowych: powietrze arktyczne i antarktyczne kształtuje się nad obszarami biegunowymi, może występować w odmianie morskiej i kontynentalnej ; masy charakteryzują się niskimi temperaturami i niewielką wilgotnością oraz dużą przezroczystością powietrza; powietrze polarne powstaje w umiarkowanych szerokościach geograficznych nad obszarami morskimi i lądowymi ; w zależności od pory roku może być masą ciepłą lub chłodną;

8 Powietrze zwrotnikowe powstaje w strefie wyżów zwrotnikowych; niezależnie od odmiany morskiej czy lądowej jest ciepłe i o obniżonej przezroczystości; Powietrze równikowe kształtuje się w strefie równikowej, posiada wysoką temperaturę i wilgotność niezależnie od miejsca tworzenia się (obszary morskie i lądowe). Przeważający nad danym obszarem określony rodzaj masy powietrza kształtuje stany pogody tego obszaru i w konsekwencji cechy jego klimatu. Strefę przejściową między dwoma różnymi masami powietrza nazywamy frontem atmosferycznym. Wyróżnia się fronty: główne rozdzielające główne (geograficzne) masy powietrza; wtórne występujące w tej samej geograficznej masie powietrza na styku powietrza np. morskiego i kontynentalnego.

9 Fronty atmosferyczne Front atmosferyczny to powierzchnia graniczna występująca między dwiema masami powietrza o różnej temperaturze i gęstości, nachylona pod niewielkim kątem (0.5 do 3 ) do powierzchni Ziemi. Z uwagi na różnice gęstościobiemasy powietrza nie mogąod razu ulecwymieszaniu. Zamiast tego cieplejsza, lżejsza masa powietrza zaczyna się wznosić ponad powietrze chłodne igęstsze. Prowadzi to do powstania frontu atmosferycznego, który jest strefą przejściową między nimi. Możemy rozróżnić dwa możliwe stany ruchu: -powietrze ciepłe wypycha powietrze chłodne -front ciepły -powietrze chłodne wypycha powietrze ciepłe -front chłodny - front chłodny dogania front ciepły - okluzja

10 Fronty atmosferyczne zwykle przemieszczają się z zachodu na wschód, ponieważ w średnich szerokościach geograficznych, gdzie fronty powstają, przeważają wiatry zachodnie. Jednak szczególnie w niższych warstwach atmosfery, fronty mogą być modyfikowane przez różne elementy środowiska geograficznego, jak góry czy duże zbiorniki wodne. Frontom zawsze towarzyszy zachmurzenie i bardzo często również opady. Jednak, gdy front opuści jakiś obszar, występują również zmiany w prędkości i kierunku wiatru, ciśnieniu atmosferycznym i wilgotności powietrza. Są cztery rodzaje frontów: front chłodny, front ciepły, front zokludowany i front stacjonarny. Rodzaj frontu zależy na zarówno od cech fizycznych mas powietrza, jak i kierunku, w którym się te masy się przemieszczają.

11 Front nad wybrzeżem Findon

12 Front chłodny Front chłodny tworzy się, gdy chłodniejsza masa powietrza nasuwa się na masę cieplejszą. Powietrze chłodne jest gęstsze i wypycha ciepłe powietrze do góry, zmuszajac je do wznoszenia się. Unoszące się ciepłe powietrze ochładza się i zaczynają tworzyć się chmury. Opady podczas przechodzenia frontu chłodnego są zwykle silne, chociaż obejmują niezbyt dużą strefę (50-70 km) i raczej krótkotrwałe. Dzieje się tak dlatego, ponieważ unoszenie się ciepłego powietrza jest stale wymuszane i wzmacniane przez napływajace powietrze chłodne. W rezultacie tworzą się chmury o silnie rozbudowane w pionie i mogą wystąpić silne opady deszczu, grad, burze oraz tornada. Powietrze za frontem chłodnym jest wyraźnie chłodniejsze i suchsze niż przed nim. Po przejściu frontu chłodnego temperatura powietrza może się obniżyć nawet o ponad 15 C w ciągu pierwszej godziny. Front chodny przemieszcza się nieco szybciej niż front ciepły, przeważnie z prędkością km/godz.

13 Rozwój zachmurzenia kłębiasto-deszczowego (Cumulonimbus)

14 W tabeli przedstawiono typowe zmiany podstawowych elementów meteorologicznych występujących podczas przechodzenia frontu chłodnego. Elementy meteorologiczne Przed frontem W strefie frontowej Za frontem Ciśnienie obniża się wzrasta, niekiedy bardzo szybko wzrasta Temperatura opada opada opada Kierunek wiatru oraz prędkość równoległy do linii frontu (zwykle południowo-zachodni), prędkość wzrasta, występują porywy wiatru a niekiedy nawet szkwał zachodni i północnozachodni, silny, okresami dość porywisty północno-zachodni dość silny, słabnie Zachmurzenie wysoko chmury Cirrus i Cirrostratus, przed frontem chmury kłębiaste Cumulus i kłębiasto opadowe Cumulonimbus, mogą występować niskie chmury Stratus zachmurzenie duże i całkowite przez chmury deszczowe Cumulonimbus, niekiedy połączone z chmurami Altostratus i Nimbostratus, mogą występować niskie chmury Stratus po przejściu frontu rozpogodzenia, niekiedy zachmurzenie zmienne przez chmury kłębiaste Cumulus i Cumulonimbus Opady brak opady przelotne deszczu i burze różnej intensywności, a w chłodnej porze roku śniegu mogą występować przelotne opady deszczu, a w chłodnej porze roku śniegu

15 Na mapach synoptycznych front chłodny jest oznaczany niebieską linią z trójkątami wzdłuż przedniej części, wskazującymi kierunek przemieszczania się chłodnego powietrza. (Temperatura jest podana w stopniach Fahrenheita). Objaśnienia: colder temperatures - niższe wartości temperatury, warmer temperatures - wyższe wartości temperatury, cold front - front chłodny

16 Front ciepły powstaje, gdy cieplejsze powietrze nasuwa się na powietrze chłodne. Powietrze ciepłe "wślizgując się" nad chłodne, wznosząc się ulega ochłodzeniu. Dochodzi do kondensacji pary wodnej i powstania rozległego systemu chmur na styku mas powietrza. W przedniej jego części, najwyżej, pojawiają się chmury Cirrus, a następnie chmury piętra średniego i niskiego, kolejno: Altostratus i Nimbostratus. Przejściu frontu ciepłego towarzyszą stosunkowo długo trwające opady ciągłe, obejmujące często obszar o szerokości od kilkudziesięciu do kilkuset kilometrów przed frontem. Opady podczas przechodzenia frontu ciepłego nie są tak intensywne, jak w przypadku frontu chłodnego, maja jednak większy zasięg ( km). Powietrze za frontem ciepłym jest cieplejsze i bardziej wilgotne, niż powietrze przed nim. Przed frontem ciepłym występują opady deszczu lub śniegu, trwające dłużej niż przed frontem chłodnym (od kilku godzin do kilku dni), lecz mniej intensywne. Po przejściu frontu ciepłego powietrze staje się wyraźnie cieplejsze i bardziej wilgotne.

17

18 W tabeli przedstawiono typowe zmiany podstawowych elementów meteorologicznych występujących podczas przechodzenia frontu ciepłego. Elementy meteorologiczne Ciśnienie Temperatura Kierunek wiatru oraz prędkość Zachmurzenie Opady Przed frontem obniża się opada południowo-wschodni i południowy, prędkość wzrasta pierwsze pojawiają się chmury pierzaste Cirrus, następnie zachmurzenie wzrasta, cześć nieba przykryta jest chmurami warstwowymi Cirrostratus, Altostratus mogą wystąpić spokojne przedfrontowe opady deszczu, w zimnej porze roku śniegu W strefie frontowej obniża się wzrasta południowy, nadal prędkość wzrasta zachmurzenie całkowite przez chmury warstwowe Altostratus, niskie chmury deszczowe Nimbostratus oraz niskie chmury Stratus Ciągłe opady deszczu, mżawki, w chłodnej porze śniegu przechodzące w opady śniegu z deszczem, a następnie deszczu Za frontem obniża się lub jest stałe, niekiedy powoli wzrasta wzrasta południowo-zachodni do zachodniego, prędkość słabnie po przejściu frontu rozpogodzenia zachmurzenie maleje chmury Stratocumulus zanikające opady deszczu

19 Na mapach synoptycznych front ciepły jest oznaczany czerwoną linią z półkolami, wskazującymi kierunek przemieszczania się ciepłego powietrza.(temperatura jest podana w stopniach Fahrenheita). Objaśnienia: colder temperatures - niższe wartości temperatury, warmer temperatures - wyższe wartości temperatury, warm front - front ciepły

20 Front zokludowany Front zokludowany powstaje z połączenia frontu chłodnego z frontem ciepłym, a spotykają się w nim trzy różne masy powietrza: zimne, ciepłe i chłodne. Istnieją dwa rodzaje okluzji: okluzja o charakterze frontu chłodnego i okluzja o charakterze frontu ciepłego. W obu przypadkach front chłodny, poruszający się szybciej, dogania front ciepły. W przypadku frontu zokludowanego chłodnego, front chłodny niosący bardzo zimne powietrze dogania front ciepły. Bardzo zimne powietrze wciska się zarówno pod powietrze ciepłe, jak też pod nieco chłodniejsze powietrze znajdujące się między frontem ciepłym a powierzchnią ziemi. Front ciepły staje się górnym frontem ciepłym. Przebieg pogody jest początkowo taki jak podczas przejścia frontu ciepłego, jednak później pogoda zmienia się i jest charakterystyczna dla przejścia frontu chłodnego, z silnymi opadami. Zachmurzenie jest mieszane i nie jest charakterystyczne ani dla frontu ciepłego, ani dla frontu chłodnego.

21 Okluzja o charakterze frontu ciepłego występuje, gdy umiarkowanie chłodne powietrze dogania front ciepły. W tym przypadku nacierające powietrze chłodne jest mimo wszystko cieplejsze niż bardzo zimne powietrze zalegające między frontem ciepłym a powierzchnią ziemi. Napływające powietrze chłodne wślizguje się na powietrze bardzo zimne, wypychając przy tym do góry powietrze ciepłe. Front chłodny staje się górnym frontem. Przebieg pogody jest podobny do występującego podczas przejścia frontu ciepłego. Front zokludowany chłodny. Front zokludowany ciepły.

22 Niż atmosferyczny (N) z frontami: chłodnym, ciepłym i zokludowanym.

23 Front okluzji o charakterze ciepłym: powstaje wtedy gdy powietrze za frontem chłodnym jest cieplejsze niż powietrze przed frontem ciepłym

24 front okluzji o charakterze chłodnym powstaje wtedy, gdy powietrze za frontem chłodnym jest chłodniejsze niż powietrze przed frontem ciepłym

25 W tabeli przedstawiono zmiany podstawowych elementów meteorologicznych występujących podczas przechodzenia frontu okluzji. Elementy meteorologiczne Przed frontem W strefie frontowej Za frontem Ciśnienie obniża się obniża się wzrasta Temperatura opada, niekiedy pozostaje bez zmian opada, niekiedy pozostaje bez zmian opada Kierunek wiatru oraz prędkość zwykle południowozachodni, prędkość wzrasta zwykle zachodni, prędkość wzrasta zwykle północnowschodni, słabnie Zachmurzenie zachmurzenie duże i całkowite przez chmury warstwowe oraz chmury deszczowe Nimbostratus zachmurzenie duże i całkowite przez chmury deszczowe Nimbostratus oraz Cumulonimbus po przejściu frontu rozpogodzenia, niekiedy zachmurzenie zmienne przez chmury kłębiaste Cumulus i Cumulonimbus Opady opady ciągłe, w chłodnej porze roku opady śniegu opady deszczu i przelotne opady deszczu, możliwe burze różnej intensywności, a w chłodnej porze roku śniegu mogą występować przelotne opady deszczu, a w chłodnej porze roku śniegu