Masę powietrza można zdefiniować jako dużą część powietrza rozciągającą się poziomo na kilkaset kilometrów. Ma właściwości fizyczne, takie jak temperatura, zawartość wilgoci i pionowy gradient temperatury, które są mniej więcej jednolite. Ponieważ masy powietrza Są bardzo ważne dla meteorologii i klimatologii. Cały artykuł poświęcimy poznaniu ich cech i dynamiki.
Jeśli chcesz wiedzieć wszystko, co dotyczy mas powietrza, to jest Twój post.
Rodzaje mas powietrza
Jak wspomnieliśmy wcześniej, ta duża część powietrza, która ma poziome rozszerzenie i pewne właściwości fizyczne, nazywamy masą powietrza. Są klasyfikowane zgodnie z posiadanymi właściwościami fizycznymi, zwłaszcza temperaturą. W zależności od temperatury masy powietrza znajdujemy zimne masy, takie jak arktyczne i polarne, lub ciepłe, jak tropikalne masy powietrza. Istnieją również inne rodzaje klasyfikacji ze względu na wilgotność, czyli zawartość pary wodnej. Masy powietrza z mała zawartość pary wodnej nazywana jest masami kontynentalnymi. Z drugiej strony te, które jeśli są obciążone wilgocią, są morskimi, ponieważ zwykle znajdują się one w pobliżu morza.
Istnieją pośrednie strefy lokalizacji, w których znajdujemy masy powietrza zimą i latem i zderzają się one swoim typem. Strefy te to tak zwane fronty powietrzne i strefa międzytropikalnej konwergencji.
Dynamika mas powietrza
Teraz przeanalizujemy dynamikę mas powietrza, aby dowiedzieć się więcej na ten temat. W płaszczyźnie poziomej mas powietrza następuje ruch uwarunkowany ciśnieniem atmosferycznym panującym na powierzchni ziemi. Ten ruch mas powietrza jest znany jako gradient ciśnienia. Powietrze ma tendencję do przemieszczania się z obszaru, w którym ciśnienie jest większe, do obszaru, w którym jest mniej. Ta cyrkulacja jest tym, co ustanawia przepływ lub gradient powietrza.
Gradient jest określony przez różnicę ciśnień, którą możemy znaleźć. Im wyższa różnica ciśnień, tym większa siła wiatru. Te różnice w wartościach ciśnień w płaszczyźnie poziomej są odpowiedzialne za zmiany przyspieszenia mas powietrza. Przyspieszenie to jest wyrażone jako zmiana siły na jednostkę masy i jest prostopadłe do izobar. To przyspieszenie nazywa się siłą gradientu ciśnienia. Wartość tej siły jest odwrotnie proporcjonalna do gęstości powietrza i wprost proporcjonalna do gradientu ciśnienia.
efekt Coriolisa
El efekt Coriolisa Jest to spowodowane ruchem obrotowym Ziemi. Jest to odchylenie, które planeta wytwarza na masach powietrza z powodu ruchu obrotowego. To odchylenie, które planeta wytwarza na masach powietrza w wyniku ruchu obrotowego, jest znane jako efekt Coriolisa.
Jeśli przeanalizujemy to z geometrycznego punktu widzenia, można powiedzieć, że masy powietrza poruszają się tak, jakby poruszały się w ruchomym układzie współrzędnych. Wielkość siły Coriolisa na jednostkę masy jest wprost proporcjonalna do prędkości poziomej, jaką powietrze unosi w tym momencie, oraz prędkości kątowej obrotu Ziemi. Siła ta zmienia się również w zależności od szerokości geograficznej, na której się znajdujemy. Na przykład, gdy jesteśmy na równiku, przy szerokości geograficznej 0, siła Coriolisa jest całkowicie anulowana. Jeśli jednak pójdziemy na bieguny, to tutaj znajdziemy najwyższe wartości Coriolisa, ponieważ szerokość geograficzna wynosi 90 stopni.
Można powiedzieć, że siła Coriolisa zawsze działa prostopadle do kierunku ruchu powietrza. W ten sposób istnieje odchylenie w prawo, gdy jesteśmy na półkuli północnej, i w lewo, jeśli jesteśmy na półkuli południowej.
Wiatr geostroficzny
Na pewno od jakiegoś czasu słyszałeś to w wiadomościach. Wiatr geostroficzny to ten, który występuje w wolna atmosfera z wysokości 1000 metrów i wiejąca prawie prostopadle do gradientu ciśnienia. Jeśli podążasz ścieżką wiatru geostroficznego, na półkuli północnej znajdziesz rdzenie wysokiego ciśnienia po prawej stronie i rdzenie niskiego ciśnienia po lewej stronie.
Dzięki temu możemy zobaczyć, że siła gradientu ciśnienia jest całkowicie równoważona przez siłę Coriolisa. Dzieje się tak, ponieważ działają w tym samym kierunku, ale w przeciwnym. Prędkość tego wiatru jest odwrotnie proporcjonalna do sinusa szerokości geograficznej. Oznacza to, że dla tego samego gradientu ciśnienia, który jest związany z wiatrem geostroficznym, zobaczymy, jak spada prędkość cyrkulacji w miarę zbliżania się do wyższych szerokości geograficznych.
Siła tarcia i spirala Ekmana
Następnie opiszemy kolejny ważny aspekt dynamiki masy powietrza. Tarcie powietrza, choć czasami uważane jest za nieistotne, nie musi być. Wynika to z faktu, że tarcie, jakie ma z powierzchnią ziemi, ma dość istotny wpływ na ostateczne przemieszczenie. Powoduje to spadek prędkości wiatru, gdy jest on blisko powierzchni, do wartości poniżej wiatru geostroficznego. Dalej, powoduje, że przechodzi przez izobary bardziej ukośnie w kierunku gradientu ciśnienia.
Siła tarcia zawsze działa w kierunku przeciwnym do ruchu mas powietrza. Jeśli stopień pochylenia względem izobarów maleje, efekt tarcia maleje, gdy zwiększamy się do określonej wysokości, około 1000 metrów. Na tej wysokości wiatry są geostroficzne, a siła tarcia prawie nie istnieje. W wyniku siły tarcia na powierzchni wiatr obiera spiralną ścieżkę znaną jako spirala Ekmana.
Jak widać, dynamika mas powietrza jest dość skomplikowana. Należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej na ten temat i wyjaśnić niektóre wątpliwości.