Особенности аэромассы

Особенности аэромассы

12

Особенности аэромассы

Смесь газов, составляющих земную атмосферу, обычно называют воздухом. В нем различают так называемый «сухой воздух», атмосферную воду и атмосферные аэрозоли. Кроме того, в воздухе встречаются различные частички органического происхождения (споры, семена, пыльца, продукты органического распада).

К атмосферным аэрозолям относятся взвешенные в атмосфере твердые и жидкие частички: пыль, морская соль, различные дымы (лесных пожаров, вулканических извержений, индустриального происхождения). Вода, находящаяся в атмосферном воздухе в виде водяного пара или взвешенных продуктов конденсации (капель, кристаллов), называется атмосферной водой.

Частички органического происхождения относятся к биомассам, атмосферные аэрозоли -- это в основном литомассы, а атмосферная вода -- гидромассы. «Сухой воздух» ПТК, т. е. воздух, не содержащий водяного пара, твердых частичек и частиц органического происхождения, составляет аэромассу. Газовый состав, плотность и некоторые физические свойства.

Газовый состав атмосферы и физические свойства воздуха детально рассматриваются в курсах метеорологии, а также физики атмосферы. Поэтому напомним только то, что основную массу воздуха составляют (% по объему): азот -- 78,084, кислород -- 20,946 и аргон -- 0,934. Кроме того, в состав воздуха входят диоксид углерода, неон, гелий, метан, криптон, водород, озон и др. Такое важное свойство как давление зависит в первую очередь от высоты местности над уровнем моря, температуры и других метеорологических условий (скорости и направления ветра, осадков, облачности). В центре антициклонов наблюдается повышенное давление (до 1078 гПа), а в циклонах -- пониженное (до 887 гПа). Кроме того, существуют суточные колебания давления, связанные с лунными и солнечными приливами. Плотность воздуха зависит в основном от высоты местности:

Изменение плотности воздуха при подъеме на 1000 м соответствует изменению плотности при увеличении температуры воздуха на 20--30° С.

Аэромассы и воздушные массы

Аэромассы и воздушные массы не являются синонимами; это, хотя и близкие, но все же различные понятия.

Воздушными массами в синоптической метеорологии называют относительно однородные по физическим свойствам части тропосферы, внутри которых наблюдаются небольшие градиенты температуры и ряда других метеорологических величин, а изменения этих величин с высотой имеют определенную закономерность, характерную для данной воздушной массы в целом. Горизонтальные размеры воздушных масс измеряются тысячами километров, вертикальные -- несколькими километрами.

Согласно термодинамической классификации различают следующие типы.

1. Теплые воздушные массы -- устойчивые и неустойчивые.

2. Холодные воздушные массы -- устойчивые и неустойчивые.

3. Нейтральные (местные) воздушные массы -- устойчивые и неустойчивые.

Географическая классификация воздушных масс основана на географическом положении очагов формирования воздушных масс. Различают:

1. Арктический или антарктический воздух (АВ).

2. Воздух умеренных широт (УВ), иногда называемый полярным воздухом (ПВ).

3. Тропический воздух (ТВ).

Каждая из этих воздушных масс делится, в свою очередь, на морскую (м) или континентальную (к), в зависимости от характера подстилающей поверхности и очага ее формирования. Иногда дополнительно уточняется этот очаг, например средиземноморский морской тропический воздух и т. п.

Воздушные массы перемещаются в пространстве и непрерывно изменяются. В результате трансформации воздушной массы становятся иными температура, влажность, система конденсации. Трансформация может быть на уровне крупных регионов (например, Средней Азии, Западной Сибири) и на уровне отдельных ландшафтов и физико-географических районов. Особый интерес представляет трансформация воздушных масс на топологическом уровне -- уровне элементарных природно-территориальных комплексов (фаций). Естественно, что наиболее существенная трансформация происходит именно в слое, лежащем ниже этой верхней границы. Аэромассы и воздушные массы не являются синонимами. Сейчас можно уточнить это утверждение. Во-первых, аэромассы включают в себя только «сухой воздух» без атмосферной воды и аэрозолей, во-вторых, к аэромассам относятся лишь те части воздушных масс, которые трансформированы конкретным природно-территориальным комплексом.

Особенности структуры и функциональная роль аэромасс

Аэромассы относятся к аморфным геомассам, так как в них невозможно невооруженным глазом выделить отдельные элементы.

Из курса микроклиматологии известно, что поверхности раздела с атмосферой имеют примыкающий к ним тонкий слой воздуха, называемый ламинарным слоем. Внутри него линии тока воздуха параллельны поверхности, т. е. ламинарны, нет поперечных компонент скорости и отсутствует турбулентность. Обмен воздухом через этот слой осуществляется путем молекулярной диффузии. Выше расположен турбулентный приземной слой, в котором наблюдается совокупность случайных беспорядочных завихрений. Из определений ламинарного и турбулентного слоя вытекает, что каждый из них имеет свою некую «скрытую структуру», для обнаружения которой необходимо провести инструментальные наблюдения. Как известно, все геомассы делятся на инертные, стабильные и активные. Даже в очень малые промежутки времени, например 1 с, подавляющая часть аэромасс относится к активным, перемещающимся в пространстве, поэтому ее функциональная роль в ПТК огромна. Состояние аэромасс, в частности их температура и скорость ветра, определяет интенсивность целого ряда процессов, таких, как физическое испарение, транспирация, таяние, фотосинтез, дыхание, биологическая активность организмов, скорость минерализации мортмассы и т. д.

Плотность аэромасс практически не влияет на функционирование природно-территориальных комплексов во всех ландшафтах.

Расчет количества аэромассы в большинстве случаев носит ориентировочный характер. Это связано с тем, что верхняя граница ПТК, во-первых, отличается сильной изменчивостью и, во-вторых, в целом ряде ПТК трудноопределяема. Тем не менее, для сравнения с другими геомассами, а также для оценки интенсивности трансформации воздушных масс конкретными природно-территориальными комплексами даже ориентировочные определения количества аэромассы представляют интерес.

Классификация аэромасс

Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что плотность аэромасс не может быть положена в основу их классификации, так как ее функциональная роль незначительна. Подразделение на активные, стабильные и инертные аэромассы из-за абсолютного преобладания активных геомасс также не имеет смысла. Аэромассы аморфны, и даже если удастся выделить какие-то структуры, то для их исследования необходимо будет проводить детальные инструментальные наблюдения. Поэтому использовать эту характеристику для классификации не стоит. В связи с этим при дифференциации аэромасс наиболее важными признаны их состав, обусловленный нахождением в надземной или подземной части ПТК, температура, являющаяся одной из важнейших характеристик ПТК, и скорость ветра. Некоторое значение имеет географическое положение очагов формирования воздушных масс (арктический, полярный, тропический, морской и континентальный воздух). Но основные свойства этих масс, связанные с географическим положением, находят свое выражение в характеристиках аэромассы конкретных природно-территориальных комплексов, хотя и в преломленном (трансформированном) этими ПТК виде. Поэтому характер воздушных масс следует учитывать на относительно низком таксометрическом уровне геомасс -- уровне видов аэромасс. Приведем основные градации:

Страницы: 1, 2