آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

Air mass

توده هوا

مسعود فرجی

Masoud Faraji

www.ilam-aviation.loxblog.com

Royalfalcan@yahoo.com

www.facebook.com/iranianfalcon

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

( Lapse Rateتوده هوا عبارت است از حجم عظیمی از هوا که خصوصیات فیزیکی آن بویژه از نظر دما و رطوبت و آهنگ کاهش دما )

در سطح افقی برای صدها کیلومتر تقریبا همسان باشد.

در یک تعریف بسیار ساده باید گفت سطح زمین بر روی اقلیم اثر دارد.

شود که به ویژه در سطوح حال اگر یک هوا بر روی قسمتی از سطح زمین باقی بماند و یا به آرامی بر روی آن حرکت کند باعث می

شود، کسب نماید.تحتانی آن خصوصیات سطح زمین را که از روی آن رد می

در جائی که در مسافات طوالنی خصوصیات سطح زمین کم و بیش یکسان است.

بر روی یکی از اقیانوسهای بزرگ یا سطوح خشکی وسیع بدون رشته کوهستان نظیر آسیای مرکزی ، هر هوایی باقی بماند برای مثال

یا به آرامی بر روی آن حرکت کند خصوصیاتی را که در مسیر افقی تغییرات کمی دارد، کسب خواهد کرد.

حجم از هوا یک توده هوا نامیده می شوند تواند در مسافات بزرگی گسترده شده و اینچنین هماهنگی افقی می

.شوندمی نامیده Air Mass Sourceگیرند مناطق منشأ توده هوا های هوا در آنها شکل میمناطقی که توده

وا مولی همع گردش نهایت در بماند باقی ثابت منطقه یک در طوالنی مدت به هوا است الزم بگیرند شکل هوا های توده اینکه برای

جب به حرکت در آمدن آنها می شود.مو

( گفته Source regionهای هوا معموال در بعضی از نقاط دنیا بیشتر از سایر مکانها تشکیل می شوند به این مناطق سرچشمه )توده

شود.می

نه های معینی را برای آنها بهتوده های هوا را با توجه به منشاء تشکیل آنها طبقه بندی و نامگذاری میکنند و با توجه به منشاء ، نشا

کار میبرند.

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

کیلومتر باالتر از سطح زمین بمراتب آسانتر است ، چرا که معموال به دو 81توصیف توده های هوا در فضای باالی تروپسفر یعنی حدود

توده هوای گرم حاره ای و توده هوای سرد قطبی تقسیم بندی می شوند.

ی هوای قسمتهای پایینتر از تروپسفر پیچیده تر از قسمت های فوقانی آن است :اه توده توصیف دلیل دو به اما

جریانهای عمودی جو در سطوح پایینتر پیچیده است و بسیاری از انواع توده های موقتی و عبوری توسعه می یابند و این توده

.های هوا جبهه هایی را که اغلب عمری کوتاه دارند را بوجود می آورند

و اقیانوسها در اثر تماس با هوای که روی آنها قرار می گیرند خصوصیات مختلفی را به هوا منتقل می کنند قاره ها.

بنابراین توده های متضاد از نظر دما ورطوبت به وجود آمده و در نتیجه تفاوت بین توده های هوا در قسمتهای پایین تروپسفر بمراتب

آشکارتر از قسمتهای فوقانی آن است.

طبقه بندی توده ها بر اساس دما وسطح منشا صورت میگیرد

.شوند می خاونده دریایی یا ای قاره دوم نوع و( منجمد) ارکتیکی و قطبی ، ای حاره اول نوع که

می تفادهاس هوا توده جغرافیای نام از قبل دریای یا ای قاره منابع دادن نشان برای cو mبرای معرفی طبقه بندی از حروف قراردادی

.شود

دمیشو متقسی گرم یا سرد نوع به باشد گرمتر یا سردتر دارد قرار آن روی بر که سطح از هوا توده دمای انکه اساس بر بندی تقسیم این

استفاده می شود w و k حروف از آن ی نشان دادنبرا

نام منبع جغرافیایی توده هوا قرار می گیرد m یا و cازحرف قبل

روی از هوا توده اگر و شود می اضافه wه هوا از روی زمین سرد حرکت کند به آن توده هوای گرم گفته می شود که به آن اگر تود

دشو می اضافه kوای سرد گفته می شود که به آن ه توده آن به کند حرکت گرم زمین

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

طبقه بندی توده های هوا

خصوصیت منشا نشانه Name نام

سردترین توده هوای زمستان مناطق قطبی Arctic A منجمد

خشکی های جنب Maritime Polar cP قطبی بری

قطبی سرد و خشک و بسیار پایدار

Maritime قطبی بحری

Tropical mP جنب قطبی و

منجمد سرد و مرطوب و ناپایدار

Continental حاره ای بری

Polar cT بیابانهای عرضهای

پایین بویژه صحراو

یااسترال

بسیار گرم و خشک و پایدار

Continental حاره ای بحری

Tropical mT اقیانوسهای منطقه

جنب حاره

گرم و مرطوب ناپایداری شدید به جهت

کناره غربی اقیانوسها

دریاهای استوایی Equatorial E استوایی

وحاره گرما و رطوبت زیاد

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

Arctic Air mass

كتیكتوده هوای آر

سیکلونهای قطبی باشد و عمدتاً در داخل آنتیهای قطبی( میاین توده هوایی مخصوص نواحی باالتر از عرضهای قطبی )کالهک

شود. از آنجایی که دمای هوا در این مناطق بسیار پائین است، میزان تبخیر بسیار کم بوده و همین عامل باعث می شود که تشکیل می

ای این مناطق در حد بسیاری پائین قرار گیرد. هر چند که به دلیل پائین بودن دمای هوا، رطوبت نسبی تا میزان رطوبت مطلق هو

حدودی باال است.

توده هوای منجمد )آرکتیک( به دو بخش تقسیم می شود:

CA (Continental Arctic Air massای )توده هوای آرکتیک قاره .8

MA (Maritime Arctic Air mass)توده هوای آرکتیک دریایی .2

Continental Polar air mass

ایتوده هوای قطبی قاره

های شمالی که زدة عرضاین تودة هوا که مخصوص نیمکرة شمالی است، عمدتاً در طی فصول سرد )زمستان( بر روی نواحی سرد و یخ

های ها( به دلیل افزایش دما، به عرضول گرم سال )تابستانگردد. و در فصشامل شمال آسیا، آالسکا، کانادا و سیبری است، تشکیل می

دهند.نشان می CPمعموالً این تودة هوا را با کند.نشینی میتر، عقبباالتر و نواحی شمالی

Marintime Polar air mass

توده هوای قطبی بحری

یل دهد. منبع اصلی تشکود و عمدتاً اروپا را تحت تأثیر قرار میتواند تشکیل شاین تودة هوا، هم طی فصول تابستان و هم زمستان می

فت توان گتوانند باشند. در حقیقت میها میاین توده هوا در نیمکرة شمالی اقیانوس آرام و اطلس، و در نیمکرة جنوبی تمامی اقیانوس

سطح دریاها و اقیانوسها، تغییر ماهیت داده و شرایط است که در اثر عبور از CPکه این تودة هوا، همان حالت تغییر یافتة توده هوای

کند.ناپایداری مشروط پیدا می

دهندنشان می MPاین تودة هوا را با

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

Continental Tropical Air mass

یبر توده هوای تراپیكی )حاره ای(

ها عمدتاً در نواحی شمالی دهند. این توده هوا در زمستاننشأ اصلی این تودة هوا را خشکیهای موجود در مناطق حاره تشکیل میم

یل شود. در نیمکرة جنوبی تنها محل تشکجزایر بالکان تشکیل میها در آفریقای شمالی، آسیای جنوب غربی و شبهآفریقا و در تابستان

این تودة هوا، بخشهای مرکزی و جنوب غربی استرالیا است.

دهند.مینمایش CTاین توده هوا را با

Maritime Tropical Air mass

توده هوای تراپیكی )حاره ای( بحری

شود، سیکلونهای جنب حاره تشکیل میها و دریاهای عرضهای جغرافیایی تراپیکی، در مجاورت آنتیاین توده هوا بر روی اقیانوس

ق باالی آن است.این توده هوا، دمای نسبتاً باال و رطوبت نسبی و مطل مهمترین ویژگی

دهند.نمایش می MTاین توده هوا را با

دهد. های اقیانوس اطلس است وحوضه دریای مدیترانه را تحت تأثیر قرار میسیکلوندر زمستان، آنتی MTمنشأ تشکیل توده هوای

تواند بارشهای قابل توجهی را ایجاد ای، حالت ناپایدار پیدا کرده و میها و مناطق جبههاین توده در اثر صعود در مجاورت کوهستان

نماید.

توده هوای استوایی

های آن، میزان دما و رطوبت منشأ تشکیل این توده هوا، کمربند استوایی واقع در بین بادهای تجارتی است و از مهمترین مشخصه

ای برخوردارند چرا که به سبب مالحظه قابل رطوبت از آن دریایی نوع چه و ایقاره نوع چه هوا توده این باشد.باالی این توده هوا می

ای و دریایی آن زیاد دمای بسیار باالی آن، ظرفیت پذیرش رطوبت زیادی را دارد. از طرف دیگر تفاوت بین میزان رطوبت نوع قاره

گیرد.های پرباران و مرطوب استوایی شکل میای آن هم بر روی جنگلباشد چرا که نوع قارهنمی

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

های هواتغییر و دگرگونی توده

های هوا خصوصیات اصلی خود را از محل تشکیل در سرچشمه اند که تودههای هوا شناخته شدهمحلهایی به عنوان سرچشمة توده

گیرند.می

به مرور سرد شده و یا اینکه گرم شوند. است ممکن گرفته شکل هایتوده

د شده و یا از مقدار آن کاسته شود. پایداری توده هوا هم ممکن است دستخوش تغییراتی همچنین میزان رطوبت آنها به تدریج زیا

گردد.

شوند، که عبارتند از:های هوا میبه طور کلی دو فرایند مهم به طور مستقل و یا با هم باعث تغییر و دگرگونی توده

الف( تغییر محتوای رطوبتی تودة هوا

یابد. های پائینی افزایش میکند میزان رطوبت آن مخصوصاً در الیهروی سطح دریا یا اقیانوس عبور می هنگامی که یک توده هوایی از

گیرد، در حالیکه توده هوایی که از روی سطح این پدیده عموماً به دلیل تبخیر آب از سطح دریا و ورودآن به توده هوا، صورت می

دهد.تغییر قابل توجه در محتوای رطوبتی آن، به حرکت خود ادامه می کند همچنان بدونها عبور میها و یا قارهخشکی

ب( تغییر دمای تودة هوا

کند، از زیر شروع به گرم شدن وقتی که یک توده هوای سرد از سرچشمه خود شروع به حرکت کرده و از یک سطح گرم عبور می

شود. هنگامی که یک توده هوای گرم از روی های زیرین آن مییهنماید و این گرم شدن باعث ناپایداری تودة هوا، بخصوص در المی

گیرند.های پائین آن، شرایط پایدار به خود میکند، از زیر شروع به سرد شدن نموده و بنابراین الیهیک سطح سرد عبور می

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

تغییرات توده هوا در طی حركت

تابش خورشید طریق از یا گرم سطح یک به هوا یهال یک گذر ضمن پایین های الیه از دما افزایش -8

این توده هوا یک توده هوای سرد است که در اثر برخورد با سطح زمین گر متر میشود و شرایط نا پایدار در ان رخ میدهد

تشعشع نتیجه در حرارت درجه کاهش یا سرد سرزمین یک روی از گرم هوای الیه یک گذر طریق از حرارت درجه انتقال -2

وده هوا میشودت پایداری باعث) زمینی

خشک و سرد یا وخشک گرم هوای حرکت) آبها نمناک سطوح از حاصل تبخیر مختلف های فرایند ی نتیجه در افزایشرطوبت -3

دمیشو هوا توده این رطوبت افزایش گرمباعث ابهای روی از

متراک فرایند ی نتیجه در رطوبت کاهش -4

تغییرات مكانیك

اختالط به علت تروبوالنس

فرو نشینی هوا در نتیجه ی واگرایی یا در نتیجه ی فرود توده هوا از ارتفاعات به دشتها و جلگه ها

صعود یک توده ی هوای گرم روی یک توده ی هوای سرد

همگرایی

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

ورت می گیرد که با کاهش رطوبت است در نتیجه فرو نشینی از اگر توده هوا به موانع کوهستانی بر خورد کند در نتیجه ان تراکم ص

دامنه باد پناه افزایش ما اغز طریق ادیاباتیکی مانند پرفشار سیبر ی

یهوا توده تقسیمات ترمو دینامیكی

توده هوای گرم پایدار و نا پایدار

توده هوای سرد پایدار و نا پایدار

ناپایدارتوده هوای خنثی ) محلی ( پایدار و

اثر سطح سرد بر توده هوا از قسمت پایین سرد میشود سرد شدن یکنواخت تود ه هوا باعث ایجاد الیه هایی در در داخل توده هوا می

شود بدون اینکه حرکت عمودی صورت گیر و بر عکس در حرکت توده ی هوا ی سرد از روی منطقه گرم باعث ایجاد ناپایداری و ایجاد

بارندگی متناسب ان میشود و cuابر های

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

شرایط پایداری و ناپایداری در توده هوا:

ناپایداری هرگاه افت محیطی دما کمتر از افت بی درواشباع باشد توده هواه پایدار مطلق است

اگر افت محیطی دما بیشترازافت بی دررو خشک باش ناپایدار مطلق خواهد بود

تعاد لی که در جو برقرار است بستگی دارد ماهیت توازن به وسیله وضعیت گرمای جو وبخصوص سرعت حرکت عمود ی توده هوا به

رابطه بین افتاهنگ محیط و افتاهنگ بی درروتعیین میگردد

هوای پایدار

هر زمان افتاهنگ محیط از افتاهنگ بی دررو کمتر باشد هوا نیز پایدار است

هوای ناپایدار

ل محیط بیشتر از افتاهنگ بی دررو یک بسته باشد هوا ناپایدار استهرگاه افت اهنگ نرما

دار مشروطناپایهوای

هر زمان مقدرا افتاهنگ از لحاظ عددی بین افتاهنگ بیدررو خشک و افتاهنگ بی دررو اشباع باشد هوا بستگی به این خواهد داشت

که هوا اشباع باشد یا خشک

پایدار مطلق هوای

کمتر از افتاهنگ بیدررو محیط باشد پایدار مطلق استهرگاه افت اهنگ محیط

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

ناپایدار مطلق

اگر مقدار افت اهنگ محیط حتی از افتاهنگ بی دررو خشک بیشتر باشد ناپایدرا مطلق است

تقسیم بندی توده هوا بر اساس دما :

توده هوای گرم

توده هوای سرد

توده هوای خنثی

توده هوای سرد نسبی

گرم نسبیتوده هوای

توده هوای گرم نسبی

تاس گرمتر اطراف هوای توده به نسبت در حقیقت یک توده هوای سرد نسبی است که به تدریج سردتر میشود

توده هوای سرد نسبی :

ی ای گرم متوده هوای است که از توده هوای اطراف سردتر بوده است ومرتبا نیز سردتر میشود یعنی بر اساس تعریف فوق یک توده هو

با شد

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

توده هوای گرم

توده هوای است که دمای ان بیشتر از دمای سطح زیرین بودهو با شرایط توازن حرارتی و تابشی تطبیق ندارد وبه تدریج سرد میشود

توده هوای سرد

توده هوای است که دمای ان کمتر از مای سطح زیرین بوده وبه تدریج گرمتر میشود

خنثی توده هوای

توده هوای است که درروزهای متوالی خصوصیات اصلی خود را بدون تغیر قابل مالحظه ای حفظ مینماید

توده هوای گرم پایدار

این توده در نیمه سرد سال بر روی خشکی ها ودر نیمه گرم سالبر روی دریا هامشاهده میشود

دمادر ئمقا ،گرادیان یها به علت تاثیر سطح سرد زیرین بر روی انخشک روی بر سال سرد نیمه در پایدار گرم هوای توده تشکیل علت

از وارونگی الیه این که میشود تشکیل متری صد چند ارتفاعات در دمای وارونگی الیه یک اغلب و یافته کاهش سطح مجاور های الیه

باران ریزه در این توده هوا مشاهده میشود و ارفتیفر مه و کومولوس استراتو ابرهای وجود میکند گیری جلو صعودی حرکات شرایط

توده هوای گرم ناپایدار

بر روی قاره ها ودر mt , cTدر تابستان برروی خشکیها و در نیمه سرد سال بر روی اقیانوسها مشاهده میشود در تابستان تودههای

سرد سال بر روی اقیانوسها ودر یاها به ویژه هنگام عبورهوای این توده های هوا معموالدر نمیمه MPزمستان در نزدیکی سواحل از نوع

بر روی سطح آبهی گرم به وجود میآید وبر روی سطح ابهی مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری بیشترین حجم توده MPگرم نسبی

طاع غربی واچرخند در ق تشکیل میشود که ممکن ایت در تابستان هم ناپایدار باشد شرایط سینوپتیکی الزم درحاشیهMTهوای گرم

گرم چرخند مشاهده می شود

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

توده هوای سرد ناپایدار

این توده هوا در نیمه گرم سال بر روی قاره ها مشاهدهمیشود و ان هنگامی است که هوای سرد شمالگان به سمت خشکی ها هجوم

CU CB SH RAتغیرات شبانه روزی دران زیاد است اورد ودر نیمه سرد سال این توده هوا بر رویدریاها و اقیانوسها مشاهده میشود

مه تابشی توده هوای سرد ناپایدار طی فصل سرد بر روی خشکیها مشاهده می شود

یخنث هوای توده

CP,CA بر روی اقیانوسها و دریا ها دیده نمیشود

های هواتغییر خصوصیات توده

کند. این تغییرات به طرق مختلفی کنند خصوصیاتشان تعدیل و یا تغییر میکت میهای هوا از مناطق منشأ خود حرهمچنان که توده

گیرد. طریقه معمول آن وقتی است که جریان هوا ، توده هوا را از ناحیه منشأ اصلی ، به روی سطوحی با خصوصیات متفاوت صورت می

های زیرین گرم و ناپایدار شود. یا عکس این ر الیهبرد. یک توده سرد ممکن است از روی یک سطح گرم عبور کرده و حداقل دمی

های زیرین هوا گردد. یک توده هوای خشک با عبور از خشکی بر تواند اتفاق بیفتد و بنابراین باعث افزایش پایداری در الیهحالت می

تواند مرطوب گردد و یا برعکس.روی دریا می

mPهای کوهستانی ، تغییر نماید. یک مثال مشخص وقتی است که هوای از رشته تواند با عبورمشابها خصوصیت عمومی توده هوا می

کند. محتوای رطوبتی باال در یک توده هوا منجر به بارندگی سنگین در قسمت رو در شمال آمریکا ، بر روی کوهستان راکی صعود می

وزد نان که هوا به سمت پایین کوهستان می( همچLee Wardگردد. در قسمت پشت به باد )( میWind Wardبه باد کوهستان )

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

تواند در عرض چند دقیقه آورد که به ویژه در زمستان میبه علت فشرده شدن ، گرم و خشک شده و باد گرم و خشکی را بوجود می

دما را چندین درجه باال ببرد.

ه طریق اثر جریانهای سطوح فوقانی نیز بوجود آید، ک تواند ازشود. لیکن تغییرات میتغییراتی نظیر این از شرایط سطح زمین ناشی می

تواند از باال بوسیله حرکات رو به پایین در قسمتهای شرقی سیستمهای نیمه دائمی پرفشار در اقیانوسهای مناطق حاره وجود دارد. می

ای را با هوای در حال حرکت بوجود ترکیب شده و ناحیه جودر این منطقه حرکت به سمت استوا با جریان واچرخندی در پایین

نزول تواند به هیچ طریقی به سطح زمین آورد که از طریق فشرده شده هوای فرونشینی گرم شده است. در هر حال این هوا نمیمی

که سطح آن یابدکند. بنابراین یک الیه وارونگی توسعه میکند، زیرا اقیانوس گرم ایجاد یک الیه کم عمق ناپایدار همرفتی را تقویت می

به شدت نسبی گرمایش از زیر و فرونشینی هوا از باال ، بستگی دارد.

ر دهد. این مورد مکررا دمتضاد و نسبتا تعدیل نشده روی می افتد که تماس مستقیم بین دو توده هواباین مسئله هنگامی اتفاق می

تواند در نقاط دیگر افتد. اما می( همراه با چرخندهای عرضهای میانه ، اتفاق میFrontal Zone) عرضهای میانه در مناطق جبهه ای

mTب آفریقا وقتی است که هوای هم بوجود آید. به ویژه یک مثال قابل توجه در ناحیه تضادهای سریع در وضعیت جوی در غر

کند.از بیابان صحرا برخورد می cTمرطوب از اقیانوس اطلس یه هوای گرم و خشک

آموزشگاه خلبانی ایالم

مسعود فرجی

میزان دما و رطوبت یکسان است . Air mass نقاط تمام در

داریم Air massمعموال دو دسته

Polar Air mass که خشک و سرد و پایدار است

TropicalAir mass ه مرطوب و گرم و ناپایدار استک

Source Regions :

منطقل کرده میگویند . Air massروی آن قرار گرفته که خواص آن را به Air massبه منطقه ای که توده هوا

Modification :

از روی آن عبور میکند دما و خود خارج میشود و به حرکت در می آید با محیطی که Source Regionاز Air massوقتی که

رطوبت را مبادله می کند

حال میزان این تغییرات بسته به این عوامل است :

1)Its Speed

2) Nature Of The Region It Moves Over

3)Temperature Difference Between The Air mass And The New Surface

4)Depth Of The Air mass

Warming From Below :

از روی یک زمین گرم عبور میکند الیه مجاور سطح گرم شده و شروع به حرکت عمودی میکند و این باعث Air massوقتی که یک

میکند . Air massناپایداری زیادی در

Cooling from Below :

میشود و حرکات عمودی هوا را سریعا کاهش از روی یک زمین سرد عبور میکند الیه مجاور سطح سرد Air massوقتی که یک

میشود . Air massمیدهد واین باعث افزایش پایداری

میشود . این پدیده میتواند باعث ایجاد وارونگی Low Cloudsکاهش یابد باعث تشکیل مه و Dew point دمای تا دما این اگر

د را کاهش دهد .دمایی نیز بشود که در این صورت میتواند برای مدت زیادی دی