Ежедневный анализ карт погоды показывает, что над одними районами океана или суши располагается воздух с одними
физическими свойствами, т. е. с одними значениями температуры, влажности, видимости и т. п., над другими районами —
обладающими другими свойствами. Воздух с относительно однородными физическими свойствами получил название воздушных масс. Размеры таких воздушных масс значительны: по
площади они занимают обширные районы океана или суши,
а по вертикали простираются от 1 до 18 км.
Районы, где происходит образование воздушных масс, располагаются в различных частях земного шара.
Как правило, формирование воздушных масс происходит
над океанами, льдами Арктики, степями умеренных широт
и сильно прогретыми пустынями. Наиболее благоприятные условия для образования воздушных масс создаются в обширных
малоподвижных циклонах и антициклонах.
Рис. 10. Влияние рельефа на ветер.
Находящийся в таких образованиях воздух задерживается длительное время над
более или менее однородной поверхностью и приобретает определенные физические свойства, т. е. относительную однородность в распределении метеорологических элементов (температуры, влажности, прозрачности и т. п.).
По географическому признаку воздушные массы подразделяются в зависимости от характера подстилающей поверхности
на морские и континентальные и от района формирования — на
арктический воздух, воздух умеренных широт, тропический
воздух и экваториальный воздух.
Когда над каким-либо районом одна воздушная масса сменяет другую, то изменяется и характер погоды, а следовательно, и условия плавания. Если с приходом воздушной массы
в данный район потеплело, то такая воздушная масса называется теплой, если похолодало, то она называется холодной.
Иначе, воздушную массу называют теплой, если температура
подстилающей поверхности ниже температуры пришедшей воздушной массы, и холодной, если температура подстилающей
поверхности выше.
Рассмотрим наиболее характерные особенности условий погоды в теплой и холодной воздушных массах.
2.7.1. Теплая воздушная
масса
Теплая воздушная масса характерна своей неустойчивой
стратификацией, но при своем движении в более холодный район она, охлаждаясь снизу, становится устойчивой, т. е. в ней
почти прекращается конвективное и турбулентное перемешивание, особенно в нижнем
километровом слое (рис. 11).
Рис. 11. Погода над морем в теплой воздушной массе.
На верхней границе охлажденного слоя обычно образуется инверсия — повышение
температуры с высотой. Устройчивости нижнего слоя затрудняет вертикальные движения воздуха, и ветер в такой массе
воздуха имеет более или менее спокойный характер.
Температура воздуха (в нижнем слое) может достигнуть
значения, при котором произойдет конденсация водяного пара,
в результате чего образуется дымка, туман и низкие слоистые
облака, нередко сливающиеся с туманом. Из слоистых облаков
могут выпадать слабые осадки: при положительных температурах— в виде мороси, при отрицательных — в виде мелких снежинок.
Такие условия погоды характерны при перемещении воздушной массы из теплого района океана в более холодный. Поэтому в теплой воздушной массе плавание будет проходить в условиях плохой видимости, а при отрицательной температуре
воздуха возможно обледенение.
2.7.2. Холодная воздушная масса
Холодные воздушные массы обычно бывают устойчивыми.
При перемещении в районы с более теплой подстилающей поверхностью холодная воздушная масса начинает прогреваться
снизу. Это приводит к усилению конвекции, что уменьшает
устойчивость воздушной массы (рис. 12).
Рис. 12. Погода над морем в холодной
воздушной массе.
По мере увеличения неустойчивости возрастает турбулентность, а это приводит к усилению ветра и его пульсации, т. е.
ветер приобретает порывистый характер. Теплый воздух, поднимаясь вверх, охлаждается, водяной пар, находящийся в воздухе, конденсируется, образуются облака кучевых форм. Выпадают ливневые осадки, которые сопровождаются в летний
период грозами и шквалами. Условия плавания в холодной
воздушной массе благоприятны, за исключением зоны ливневых осадков, при подходе к которой наблюдается шквалистый
ветер.