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.

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.

-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 sięw 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.

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 bezchmurnąpogodę i duże spadki temperatury w okresie zimowym.

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;

– Powietrze zwrotnikowe– powstaje w strefie wyżówzwrotnikowych; 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.

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

gęstości obie masy powietrza nie mogą od razu ulec wymieszaniu. Zamiast tego cieplejsza, lżejsza masa powietrza zaczyna się wznosić ponadpowietrze chłodne i gęstsze. 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

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 różneelementy środowiska geograficznego, jak góry czy duże zbiorniki wodne.

Frontom zawsze towarzyszy zachmurzenie i bardzo często równieżopady. Jednak, gdy front opuści jakiś obszar, występują równieżzmiany 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.

Front nad wybrzeżem Findon

Front chłodny

Front chłodny tworzy się, gdy chłodniejsza masa powietrza nasuwa się na masę cieplejszą. Powietrze chłodne jest gęstsze i wypycha ciepłepowietrze do góry, zmuszajac je do wznoszenia się.

Unoszące się ciepłe powietrze ochładza się i zaczynają tworzyćsię 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 suchszeniż 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 25-50 km/godz.

Rozwój zachmurzenia kłębiasto-deszczowego (Cumulonimbus)

W tabeli przedstawiono typowe zmiany podstawowych elementów meteorologicznych występujących

podczas przechodzenia frontu chłodnego.

mogą występować

przelotne opady deszczu, a

w chłodnej porze roku

śniegu

opady przelotne

deszczu i burze różnej

intensywności, a w

chłodnej porze roku

śniegu

brakOpady

po przejściu frontu

rozpogodzenia, niekiedy

zachmurzenie zmienne

przez chmury kłębiaste

Cumulus i Cumulonimbus

zachmurzenie duże i

całkowite przez chmury

deszczowe

Cumulonimbus, niekiedy

połączone z chmurami

Altostratus i

Nimbostratus, mogą

występować niskie

chmury Stratus

wysoko chmury Cirrus i

Cirrostratus, przed frontem

chmury kłębiaste Cumulus i

kłębiasto opadowe

Cumulonimbus, mogą

występować niskie chmury

Stratus

Zachmurzenie

północno-zachodni dość

silny, słabnie

zachodni i północno-

zachodni, silny,

okresami dość porywisty

równoległy do linii frontu (zwykle

południowo-zachodni), prędkość

wzrasta, występują porywy wiatru

a niekiedy nawet szkwał

Kierunek wiatru

oraz prędkość

opadaopadaopadaTemperatura

wzrastawzrasta, niekiedy bardzo

szybko

obniża sięCiśnienie

Za frontemW strefie frontowejPrzed frontemElementy

meteorologiczne

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

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 (300-400 km).Powietrze za frontem ciepłym jest cieplejsze i bardziej wilgotne, niżpowietrze 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.

W tabeli przedstawiono typowe zmiany podstawowych elementów meteorologicznych

występujących podczas przechodzenia frontu ciepłego.

zanikające opady deszczuCiągłe opady

deszczu, mżawki, w

chłodnej porze

śniegu

przechodzące w

opady śniegu z

deszczem, a

następnie deszczu

mogą wystąpić spokojne

przedfrontowe opady

deszczu, w zimnej porze

roku śniegu

Opady

po przejściu frontu

rozpogodzenia zachmurzenie

maleje chmury Stratocumulus

zachmurzenie

całkowite przez

chmury warstwowe

Altostratus, niskie

chmury deszczowe

Nimbostratus oraz

niskie chmury

Stratus

pierwsze pojawiają się

chmury pierzaste Cirrus,

następnie zachmurzenie

wzrasta, cześć nieba

przykryta jest chmurami

warstwowymi Cirrostratus,

Altostratus

Zachmurzenie

południowo-zachodni do

zachodniego, prędkość słabnie

południowy, nadal

prędkość wzrasta

południowo-wschodni i

południowy, prędkość

wzrasta

Kierunek wiatru

oraz prędkość

wzrastawzrasta opadaTemperatura

obniża się lub jest stałe,

niekiedy powoli wzrasta

obniża sięobniża sięCiśnienie

Za frontemW strefie frontowejPrzed frontemElementy

meteorologiczne

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

Front zokludowany

Front zokludowany powstaje z połączenia frontu chłodnego z frontem ciepłym, a spotykają się w nim trzy różne masypowietrza: 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. Bardzozimne powietrze wciska się zarówno pod powietrze ciepłe, jak też pod nieco chłodniejsze powietrze znajdujące sięmiędzy 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.

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.

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

Front okluzji o

charakterze

ciepłym:

powstaje wtedy

gdy powietrze za

frontem chłodnym

jest cieplejsze niż

powietrze przed

frontem ciepłym

front okluzji o charakterze

chłodnym

powstaje wtedy, gdy powietrze

za frontem chłodnym jest

chłodniejsze niż powietrze przed

frontem ciepłym

W tabeli przedstawiono zmiany podstawowych elementów meteorologicznych

występujących podczas przechodzenia frontu okluzji.

mogą występować

przelotne opady deszczu,

a w chłodnej porze roku

śniegu

opady deszczu i

przelotne opady deszczu,

możliwe burze różnej

intensywności, a w

chłodnej porze roku

śniegu

opady ciągłe, w

chłodnej porze

roku opady śniegu

Opady

po przejściu frontu

rozpogodzenia, niekiedy

zachmurzenie zmienne

przez chmury kłębiaste

Cumulus i Cumulonimbus

zachmurzenie duże i

całkowite przez chmury

deszczowe Nimbostratus

oraz Cumulonimbus

zachmurzenie

duże i całkowite

przez chmury

warstwowe oraz

chmury

deszczowe

Nimbostratus

Zachmurzenie

zwykle północno-

wschodni, słabnie

zwykle zachodni,

prędkość wzrasta

zwykle

południowo-

zachodni,

prędkość wzrasta

Kierunek wiatru oraz

prędkość

opadaopada, niekiedy

pozostaje bez zmian

opada, niekiedy

pozostaje bez

zmian

Temperatura

wzrastaobniża sięobniża sięCiśnienie

Za frontemW strefie frontowejPrzed frontemElementy

meteorologiczne