Légtömegek - nagy mennyiségű levegő a föld légkörének alsó részében - a troposzféra , amelynek vízszintes mérete több száz vagy több ezer kilométer , függőleges mérete pedig több kilométer, amelyet a hőmérséklet és a nedvességtartalom hozzávetőleges vízszintes egyenletessége jellemez.
A légtömeg tulajdonságainak homogenitását úgy érjük el, hogy homogén alapfelületen, hasonló termikus és sugárzási egyensúlyi feltételek mellett alakul ki.
Ezen túlmenően olyan keringési feltételekre van szükség, amelyek mellett a légtömeg hosszú ideig keringene a képződés tartományában. A légtömegben lévő meteorológiai elemek értékei elenyésző mértékben változnak - a vízszintes gradiensek kicsik. A két légtömeg közötti átmeneti zónában - a légköri front zónájában - a meteorológiai mennyiségek gradienseinek éles növekedése, vagy legalábbis a gradiensek nagyságának és irányának változása következik be .
A légtömegek kölcsönhatása következtében a troposzférában keletkező objektumok - átmeneti zónák (frontális felületek), felhősödési és csapadékos frontális felhőrendszerek, ciklonális zavarok, azonos nagyságrendűek magukkal a légtömegekkel - területileg összehasonlíthatóak. a kontinensek vagy óceánok nagy részein élettartamuk több mint 2 nap.
A légtömeg kialakulásának központjai általában azok a régiók, ahol a levegő leereszkedik, majd vízszintes irányban terjed – ennek a követelménynek az anticiklonális rendszerek megfelelnek. Az anticiklonok gyakrabban, mint a ciklonok ülők, ezért a légtömegek kialakulása általában kiterjedt ülő (kvázi-stacionárius) anticiklonokban történik. Ezen túlmenően, a fűtött területeken előforduló ülő és diffúz termikus depressziók megfelelnek a forrás követelményeinek . Végül a poláris levegő képződése részben a felső légkörben, alacsony mozgású, kiterjedt és mély központi ciklonokban, magas szélességeken történik. Ezekben a barikus rendszerekben a felső troposzféra magas szélességi köreibe vont trópusi levegő átalakulása (transzformációja) mérsékelt égövi levegővé megy végbe.
A légtömegeket mindenekelőtt kialakulásuk középpontja szerint osztályozzák, attól függően, hogy az egyik szélességi övben elhelyezkednek. A földrajzi besorolás szerint a légtömegeket fő földrajzi típusokra oszthatjuk aszerint, hogy melyik szélességi zónában helyezkednek el középpontjuk:
Ezek a légtömegek ráadásul tengeri (m) és kontinentális (k) részekre oszthatók .
Amint azt a gyakorlat mutatja, mivel egy mérsékelt légtömegnek jelentős meridionális kiterjedése van (a FÁK -ban az északi szélesség 45-48°-tól 60-65°-ig), termikus (és egyéb) tulajdonságai jelentősen eltérnek a légtömeg északi és déli részén. ezt a hatalmas földrajzi övezetet ezért helyesebb a mérsékelt égövi VM-et két független részre osztani - az északi mérsékelt (SUV) és a déli mérsékelt (SUV).
Mozgás közben a légtömeg elkezdi megváltoztatni tulajdonságait - ezek már nemcsak a képződés forrásának tulajdonságaitól függenek, hanem a szomszédos légtömegek tulajdonságaitól is, az alatta lévő felület tulajdonságaitól, amelyen a légtömeg áthalad. , valamint a légtömeg kialakulása óta eltelt idő hosszáról is. Ezek a hatások a levegő nedvességtartalmának változását, valamint a levegő hőmérsékletének változását okozhatják a látens hő felszabadulása vagy az alatta lévő felülettel történő hőcsere következtében.
A légtömeg tulajdonságainak megváltoztatásának folyamatát transzformációnak vagy evolúciónak nevezzük. A légtömeg mozgásával összefüggő átalakulást dinamikusnak nevezzük. A légtömeg mozgásának sebessége különböző magasságokban eltérő lesz, a sebességeltolás jelenléte turbulens keveredést okoz. Ha a levegő alsó rétegeit felmelegítjük, akkor instabilitás lép fel, és konvektív keveredés alakul ki. Általában a légtömeg átalakulási folyamata 3-7 napig tart. Végének a jele, hogy a levegő hőmérsékletének napról napra jelentős változása megszűnik, mind a földfelszín közelében, mind a magasságban.
A meleg (hideg) olyan légtömeg, amely a környezeténél melegebb (hidegebb), és egy adott területen fokozatosan lehűl (felmelegszik), igyekszik megközelíteni a termikus egyensúlyt. A környezet itt az alatta lévő felszín természetére, termikus állapotára, valamint a szomszédos légtömegekre vonatkozik.
Annak megállapításához, hogy egy adott területen a légtömeg lehűl vagy melegszik, össze kell hasonlítani a Tmax - ot (maximális napi felszíni levegő hőmérséklet) vagy a T850-et (a levegő hőmérséklete 850 hPa-on, körülbelül 1,5 km-rel a tengerszint felett) több napon keresztül.
A lokális (semleges) légtömeg olyan tömeg, amely termikus egyensúlyban van a környezetével, azaz napról napra megőrzi tulajdonságait jelentős változás nélkül (a Tmax napról napra legfeljebb 1...2°-kal változik). . Így az átalakuló légtömeg lehet meleg és hideg is, és az átalakulás befejeztével lokálissá válik.
Az AT-850 térképen a hideg légtömeg egy üreges vagy zárt hideg területnek (hideg középpont), míg a meleg légtömeg egy gerincnek vagy hőközpontnak felel meg. Egy légtömeg instabil és stabil egyensúlyi állapottal egyaránt jellemezhető. A légtömegek ilyen felosztása figyelembe veszi a hőcsere egyik legfontosabb eredményét - a levegő hőmérsékletének függőleges eloszlását és a megfelelő típusú függőleges egyensúlyt. Bizonyos időjárási körülmények stabil (UVM) és instabil (NVM) légtömegekhez kapcsolódnak . A semleges (lokális) légtömegek bármely évszakban lehetnek stabilak és instabilok is, attól függően, hogy a légtömeg milyen kezdeti tulajdonságaitól és az átalakulás irányától függ, amelyből ez a légtömeg keletkezett.
Stabil légtömegnek nevezzük azt, amelyben stabil függőleges egyensúly uralkodik, vagyis fő vastagságában a függőleges hőmérsékleti gradiens kisebb, mint a nedves adiabatikusé. A CCM-ben nem fejlődik ki a termikus konvekció, a dinamikus konvekció pedig gyengén fejlett. A függőleges hőmérsékleti gradiens átlagos értéke az UVM-ben általában kisebb, mint 0,6°/100 m. Itt találkoznak az inverziós és az izoterm rétegek (retarding rétegek). Az UWM -ben turbulens cserefelhők – rétegzett és stratocumulusok – jelenhetnek meg . Ha a kondenzáció szintje a turbulens réteg felső határa felett van, akkor tiszta időjárás figyelhető meg. Az UWM-ben számottevő csapadék nem észlelhető, a jelentős függőleges vastagságot elért rétegfelhőkből esetenként szitáló csapadék, télen a rétegfelhőkből enyhe hó is hullhat. A gyenge vertikális csere miatt a CCM-ekben általában köd, esetenként köd is megfigyelhető .
A kontinensek felett meleg, stabil légtömeg általában az év hideg felében figyelhető meg, és a ciklonok meleg szektoraiban és a velük szomszédos anticiklonok északi peremén lép be a régióba. Egyes esetekben a rétegfelhők függőleges vastagsága annyira megnövekszik, hogy nimbostratus felhőkké alakulnak, és kiterjedt csapadékot kezdenek kiadni. A levegő hőmérsékletének függőleges eloszlását inverziós és izoterma rétegek, vagy kis hőmérsékleti gradiensek 3-4 km magasságig képviselik.
A kontinensek felett hidegen stabil légtömeg figyelhető meg, főleg télen. A fő típus a fagyos felhőtlen idő, helyenként sugárköddel. További típusa a jelentős és összefüggő réteg- és rétegfelhők , helyenként gyenge havazások .
Az instabil (NVM) olyan légtömeg, amelynek fő vastagságában a nedvesség-instabil rétegződés dominál, amely megfelelő páratartalom mellett konvektív felhők kialakulásához vezet. Az NVM-re gomolyfelhők és gomolyfelhők jellemzőek, télen - stratocumulus külön lapos gomolyfelhőkkel. A felszíni szél sebessége egy instabil légtömegben, azonos értékű barikus gradienssel nagyobb, mint egy stabilban. A szél gyakran viharos, a gomolyfelhők átvonulásakor időnként zivatar is előfordulhat. Az instabilitás leginkább a kialakult gomolyfelhők képződésében, heves esőzésekben és zivatarok kialakulásában nyilvánul meg . Minél nagyobb a légtömeg instabilitása, annál nagyobb magasságokat ér el a gomolyfelhők felső határa.
Nyáron meleg, instabil légtömeg figyelhető meg a kontinensek felett, a tengerek partjainál télen is megfigyelhető. A ciklonok meleg szektorain és az anticiklonok nyugati perifériáján instabil lehet egy meleg légtömeg: gomolyfelhők, helyenként gomolyfelhők, heves csapadékkal, zivatarokkal, helyenként sugárköddel (főleg csapadék és éjszakai derültség után) alakulhatnak ki. A függőleges hőmérsékleti gradiens a légkör jelentős rétegében nagyobb, mint a nedves adiabatikusé.
Hideg instabil légtömeg figyelhető meg a hidegfrontok mögötti ciklonok hátsó részein és részben a velük szomszédos anticiklonok peremén: gomolyfelhők, gomolyfelhők, heves csapadék, gyakran ismétlődő, időnként napközben, zivatarok is előfordulnak. A meteorológiai elemek napi lefutása nagy. A hideg instabil légtömeg különösen jellemző tavasszal - "áprilisi időjárás", amikor a mérsékelt szélességi övezet északi zónájában még mindig hó van, és a déli zónában a talaj már észrevehetően felmelegedett.
Az alatta lévő felület tulajdonságainak hatása a légtömeg stabilitására különösen nagy. Ha a légtömeg melegebb, mint az alatta lévő felület, akkor a felszíni rétegben lehűl. A Földön a levegő hőmérséklete alacsonyabb lehet, mint a magasabb szinteken. Ilyenkor retardációs rétegek képződhetnek a légkörben. A légtömeg stabilizálódik, legalábbis az alsó légkörben . Ha a légtömeg hidegebb, mint az alatta lévő felszín, akkor a felszíni rétegben felmelegszik, megnőnek a hőmérsékleti kontrasztok az atmoszféra alsó rétegei és a fedőrétegek között, és kedvező feltételek jönnek létre a konvekció kialakulásához: a légtömeg. instabillá válik.
Gáthatás - a légtömegek lassulásának jelensége a hegyláncokon . Ez a jelenség hatással van az éghajlatra , így a hegyek különböző lejtőinek klímája eltérő lesz. Feltűnő példa erre a kelet- ausztráliai Great Dividing Range . A szárazföld partján a Csendes-óceán felől érkező délkeleti passzátszél hatására trópusi nedves éghajlat alakul ki. Egy év alatt 1000-1500 mm csapadék hullik oda, ami ott is marad. Keletről Nyugatra haladva a csapadék mennyisége évi 250 mm-re csökken. A nedves egyenlítői erdőket (Gilea) és a monszunerdőket szavannák váltják fel, aminek köszönhetően jól látható a gáthatás.