Непериодические изменения погоды вызываются перемещением и взаимодействием некоторых воздушных тел, объемов (тропосферных шаблонов), являющихся носителями определенных условий погоды.
Это воздушные массы и разделяющие их фронты.Воздух тропосферы постоянно расчленяется на большие объемы - воздушные массы, соизмеримые по площади с частями материков и океанов. По высоте воздушные массы простираются до 10 км.
Воздушные массы обладают однородностью свойств и прежде всего температуры и перемещаются как одно целое в системе обшей циркуляции атмосферы. Они формируются в определенном очаге — над однородной подстилающей поверхностью.
Перемещаясь, воздушные массы меняют свои свойства, или трансформируются. Свойства воздушных масс определяют режим погоды, особенно изменчивый при переходе из одной воздушной массы в другую.
Воздушные массы квалифицируются по тепловым характеристикам или географическому положению их очагов. В первом случае имеют теплые и холодные воздушные массы.
По географической классификации различают арктический (АВ), антарктический (АНВ), полярный (ПВ) или умеренный воздух (УВ), тропический (ТВ) и экваториальный воздух (ЭВ). В каждом из этих типов выделяют подтипы - морской или континентальный воздух. В табл. 1 приведены основные характеристики воздушных масс (ВМ).
Табл. 1. Характеристика воздушных масс (ВМ).
| Название | Пути движения ВМ | Погода в ВМ | |
| летом | зимой | ||
| Арктический воздух морской (МАВ) | Приходит в северную часть Атлантики и Европу | Развитие кучево-дождевых облаков, дожди, грозы, похолодание. Прозрачность хорошая, ветер порывистый | Кучево-дождевые облака и ливневые дожди над океаном и в прибрежной Европе. Прозрачность хорошая |
| Арктический воздух континентальный (КАВ) | Приходит в Азию и Северную Америку | В очаге формирования и в северных районах континента туманы и низкие облака. Вызывает похолодание, ветер несильный | Ясная погода, хорошая прозрачность. Над открытыми от льда водами часто образуются туманы, испарения |
| Воздух умеренных широт морской (МУВ) | Приходит на континенты Европы и Северной Америки | Развитие кучевых и кучево-дождевых облаков, ливни, грозы, похолодание. Прозрачность хорошая. Ветер порывистый. На Тихоокеанском побережье туманы, низкая облачность, похолодание | Слоистая облачность, моросящие дожди, нередко туманы. Прозрачность пониженная |
| Воздух умеренных широт континентальный (КУВ) | Над континентами всего полушария | Возможны кучевые облака, грозы, ночью возможны туманы, дымка | Ясная погода, слабая прозрачность, низкие температуры |
| Тропический воздух морской (МТВ) | Чаще вторгается в северные части Атлантического и Тихого океанов, реже — в Европу и Азию | В северных широтах океанов слоистые облака, туманы, потепление, прозрачность пониженная | Над океанами характер погоды летний. Над материками возможны туманы и слоистая облачность |
| Тропический воздух континентальный (КТВ) | Поступает на побережье океанов, в Европу и Азию | Над океанами и морями ясная погода, пониженная прозрачность, устойчивые ветры | Над океанами характер погоды летний, над материками возможны туманы н слоистая облачность |
| Экваториальный воздух (ЭВ) | Перемещается вдоль экватора в зоне 15° северных и южных широт | Бурное развитие кучево-дождевых облаков, гроз и ливней | То же, что и летом |
Формирование, трансформация и разрушение воздушных масс неизбежны в постоянном круговороте атмосферы. Поэтому ни одно из консервативных свойств воздушной массы не может оставаться вполне неизменным, но на какой-то момент времени каждой воздушной массе свойствен определенный тип погоды.
Атмосферный фронт - переходная зона между двумя воздушными массами с большим наклоном к земной поверхности - характеризуется резкими изменениями метеорологических элементов. Фронтом называют также линию пересечения фронта с поверхностью Земли.
Название фронтам дают по наименованию более холодной воздушной массы: фронт между АВ и УВ - арктический фронт; между УВ и ТВ - полярный (умеренный) фронт и т. д. Это так называемые основные климатические фронты.
Вторичные фронты отделяют достаточно различные части одной и той же воздушной массы. Фронты разделяются также на подвижные, или климатические, и стационарные, формирующиеся в циклонах. В зависимости от направления движения фронтов относительно воздушных масс различают теплые, холодные и фронты окклюзии. Фронтальная поверхность всегда имеет наклон от вертикали в сторону холодного воздуха.
Тангенс угла наклона этой поверхности к земной находится в пределах 0,01...0,001. Теплый фронт смешается в сторону относительно холодного воздуха и обычно является фронтом восходящего скольжения. В теплом воздухе, поднимающемся над фронтальной поверхностью, возникает характерная система облаков: высоко-слоистых, слоисто-дождевых (АS, NS) с зоной обложных осадков, выпадающих перед линией фронта, ширина которой составляет 300-400 км. Выше системы АS, NS, возникают перистые и перисто-слоистые облака (Сi, СS), а под ней в холодном воздухе разорванно-дождевые (Fenb). Облака верхнего яруса и являются предвестниками появления теплого фронта.
Холодный фронт - фронт между массами теплого и холодного воздуха, перемещающийся в сторону теплого воздуха. Холодный воздух продвигается крутым валом, который вытесняет теплый воздух вверх. В результате перед фронтом возникает кучево-дождевая облачность в виде стены со шквалами, ливнями, грозами.
Далее от линии фронта, где наклон поверхности становится меньше, развивается система высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков. Холодный фронт бывает двух родов.
Холодный фронт первого рода - медленно движущийся с пассивной поверхностью восходящего скольжения воздуха. Облачность его состоит из системы высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков и напоминает облачность теплого фронта. Осадки вначале ливневые, затем переходящие в обложные.
Холодный фронт второго рода - быстро движущийся, поверхность которого в нижних слоях является пассивной поверхностью восходящего скольжения, а выше - активной поверхностью нисходящего скольжения.
Облачность такого фронта сводится к валу кучево-дождевых облаков перед фронтом со шквалами, ливневыми осадками и грозами. За линией фронта быстро наступает прояснение при обычно резком падении температуры.
Фронт окклюзии - сложный (комплексный) фронт, образующийся в результате смыкания теплого и холодного фронтов из-за различной скорости их движения. Для фронтов окклюзии характерно большое разнообразие в расположении облачных систем, интенсивности, продолжительности и ширины зоны осадков.
