Условия образования туманов
1. Туман возникает в том случае, когда у земной поверхности создаются благоприятные условия для конденсации водяного пара. Нужные для этого ядра конденсации существуют в воздухе всегда.
Вследствие гигроскопичности ядер конденсации образование тумана начинается при относительной влажности меньше 100 % (около 90-95 %), т. е. еще до достижения точки росы. Известно, что при температурах около -10 °С туман может быть смешанным, а при более низких температурах даже и чисто кристаллическим. Существование тумана при таких температурах возможно при значениях относительной влажности меньше 100 %. Такая влажность указывает на отсутствие насыщения по отношению к жидкой воде, но для ледяных кристаллов она будет соответствовать насыщению.
Приближение к состоянию насыщения происходит преимущественно в результате охлаждения воздуха. Второстепенную роль играет увеличение влажности воздуха вследствие испарения с теплой поверхности в холодный воздух.
В зависимости от этих причин образования туманы делят на два основных класса: туманы охлаждения и туманы испарения. Первый из этих классов абсолютно преобладает.
2. Охлаждение воздуха у земной поверхности происходит при разных условиях. Во-первых, при перемещении воздуха с более теплой подстилающей поверхности на более холодную. Туманы, которые при этом возникают, называются адвективными. Во-вторых, при радиационном охлаждении подстилающей поверхности. Воздух в этом случае охлаждается главным образом от земной поверхности. Возникающие при этом туманы называют радиационными. В-третьих, при влиянии обоих факторов. Туманы, возникающие в этом случае, называют адвективно-радиационными.
3. Адвективные туманы возникают в теплых воздушных массах, перемещающихся над более холодной поверхностью, т. е. при перемещении воздушных масс из низких широт в высокие или зимой с теплого моря на холодную сушу, летом с теплой суши на холодное море, а также с теплых участков морской поверхности на холодные (например, у Ньюфаундленда при переносе воздуха из области Гольфстрима в область Лабрадорского течения).
На суше адвективные туманы наблюдаются чаще всего осенью и зимой, когда существуют особенно значительные различия в температуре между низкими и высокими широтами, а также между сушей и морем. На море они наблюдаются чаще весной и летом.
Адвективные туманы простираются в высоту на сотни метров. Возникают они при значительных скоростях ветра, поэтому в них может происходить коагуляция капель, и они принимают моросящий характер: наиболее крупные капельки из них выпадают.
4. Радиационные туманы различаются двух типов: поземные и высокие. Поземные туманы наблюдаются только над сушей в ясные и тихие ночи. Они связаны с ночным радиационным выхолаживанием почвы или снежного покрова. Вверх они распространяются лишь на десятки метров. Распределение их носит локальный характер: возникают пятнами, особенно в низинах, вблизи болот, на лесных полянах. Над большими реками они не возникают вследствие конвекции над теплой (в ночные часы) водой.
Поземные туманы образуются в тихую погоду, но не при штиле - небольшая скорость ветра необходима для возникновения турбулентности, обусловливающей распространение охлаждения и тумапообразования вверх. Эти туманы возникают в слое приземной инверсии и после восхода солнца исчезают вместе с ней.
Высокие радиационные туманы могут наблюдаться на суше \ и на море до высоты нескольких сотен метров в устойчивых антициклонах в холодное время года. Это результат постепенного, день за днем, выхолаживания воздуха в нижних слоях антициклона. Такой туман может сохраняться неделями над большими районами, сплошь их захватывая.
5. Туманы испарения возникают чаще всего осенью и зимой в холодном воздухе над более теплой открытой водой. Над реками и озерами в глубине материков они появляются вечером или ночью, куда стекает воздух, охлажденный над соседними участками почвы. Туманы испарения могут возникать также вечером во время или после дождя, когда почва сырая и сильно испаряет, а температура воздуха падает. Над арктическими морями туманы испарения возникают над полыньями или открытой водой у кромки льда, куда переносится более холодный воздух с ледяного покрова или материка. Над внутренними морями такими, как Балтийское и Черное, они наблюдаются зимой при переносе на них холодных воздушных масс с суши. Туман испарения обычно клубится и быстро рассеивается, так как нагревается снизу от теплой воды. Но если причина туманообразования длительно сохраняется, то туман может наблюдаться подолгу.
Туманы перечисленных типов являются внутримассовыми, т. е. возникают внутри воздушных масс, независимо от фронтов. Однако наблюдаются и туманы, связанные с фронтами. К ним относится один из видов туманов испарения - предфронгальный туман. Выпадающие фронтальные осадки увлажняют почву. В результате усиленного испарения как с почвы, так и с падающих капель дождя, воздух у земной поверхности достигает насыщения и в нем образуется туман. Такой туман наблюдается сплошной полосой перед фронтом вместе с дождем.
6. Можно "предвидеть появление поземного радиационного тумана в ближайшую ночь, основываясь на состоянии погоды с вечера. Если погода тихая и ясная и в вечерний срок наблюдений температура близка к точке росы, то с большей или меньшей уверенностью можно предсказать появление ночью поземного тумана. Для этой цели на основе многолетних наблюдений строят графики или выводят эмпирические формулы, которые позволяют определить ночное понижение температуры в данной местности по значениям метеорологических величин за вечерний срок. Если ночной минимум температуры достигнет точки росы, можно ожидать начала туманообразования. Однако интенсивный туман возникает лишь в том случае, если ночной минимум температуры будет значительно ниже, чем точка росы, определенная по вечерним наблюдениям. Только при этом условии сконденсируется достаточное количество водяного пара.
7. В суточном ходе туманы на равнине имеют максимум интенсивности и повторяемости утром. На высоких уровнях в горах туманы распределяются в течение суток равномерно или имеют слабый максимум в послеполуденные часы. Причина заключается в особых условиях туманообразования в горах.
Горный туман, по существу, представляет собой облако, возникающее в связи с восходящим движением воздуха по горным склонам. Этот туман, связанный с адиабатическим охлаждением воздуха, может быть выделен в особый тип тумана склонов.
Окунувшись в морозную сказку, появляется желание понять как долго продержится туман, как туман образуется и почему рассеивается. Из общего понятия о явлениях известно, что облако - это концентрация капель в промежуточном слое атмосферы, или кристалликов (снежинок), делающих его насыщеннее и гуще. Что именно сгущается - зависит от температуры. Если столбик термометра опускается до - 15 градусов, то капли кристаллизуются и дают блеск от искусственного освещения в ночное время.
Летний туман в нижних слоях атмосферы
Круговорот движения воды между средними слоями атмосферы и землей дает нам возможность наслаждаться красивыми облаками. Почему образуется туман летом в нижнем слое атмосферы?
- внутримассовые - образующиеся в однородных воздушных массах туманы. Их возникновение более очевидно, поэтому встречаются они чаще остальных;
- фронтальные - туманы, образующиеся на границах атмосферных фронтов.
Резкий перепад температур дает возможность остановиться движению воды и замерзнуть прямо над землей. Так происходит в прохладное утро после жаркого знойного дня. Испарения за ночь не успевают подняться выше и застывают на уровне глаз.
Кроме факта испарения для возникновения достаточно резкого охлаждения атмосферного воздуха. В первом случае происходит конденсация пара из-за снижения температуры воздуха, ниже, чем она была у росы. Во втором случае в слой холодного воздуха задувает или проникает иначе теплый водяной пар, насыщая его влажными каплями. Интересно то,что в природе гораздо чаще встречаются именно туманы второго случая.
Вдруг на реке трещит лед и вскрывается водоем. Испарения от теплой воды вырываются клубами из-подо льда и замерзают в воздухе, не успев подняться высоко. В таких местах зимняя сказка завораживает ажурными узорами.
Постоянные расщелины в водоемах образуют устоявшийся туман. Разница температур воздуха и воды удерживает пелену туманов весь зимний период.
Смотрите видео о том, что такое туман и как он появляется.
Туманы, образующиеся за счет столкновения влажного тяжелого воздуха с холодным потоком, словно материализуются из воздуха в виде замороженных капель. Если при этом местность запыленная, то пылинки притягивают влажную морось, концентрируя все больше влаги в одном месте. Капли в воздухе увеличиваются. Этим объясняется постоянный смог в промышленных районах городов.
Летом такие туманы чуть гуще, поскольку размер одной капли в летнее время достигает 15 мкм, зимой максимум 5 мкм. Свет преломляется и отражается от зависших капель, делая обзор невозможным уже на расстоянии вытянутой руки. Величина капель напрямую влияет на окрас сгустка. Мелкая капля рассеивает синие лучи, крупная рассеивает все. Поэтому цвет дымки колеблется от синего до бледно-белого.
Время стелящегося явления зависит от времени прогрева воздуха на местности. Солнечным лучам требуется от получаса до пары суток, чтобы пробиться до поверхности земли сквозь пелену и прогреть ее. Капли испаряются и пелена сходит.
Считается, что если пар ушел в сторону, то будет ясная и солнечная погода. Если вверх - быть дождю. На самом деле выше в атмосфере температура ниже. Испарение прекращается, капли застывают вновь, перераспределяясь из тумана в облака.
Туман можно классифицировать на:
- Достаточно редкий туман называют дымкой. На уровне глаз сквозь такую мглу можно видеть вдаль до 9 км. Представляется в виде серого или бледно-голубого оттенка участка земли, который несложно спутать с задымленностью при пожарах или запыленностью при порывах ветра. Высокая влажность отличает дымку от указанных явлений.
Затягивает и испаряется как самостоятельное явление. Иногда сильно загущается, переходя в туман. Возникает во время осадков (дождь, морось или дождь со снегом), после знойных ясных дней, сопровождающихся сильным прогревом земли. Высокая температура почвы способствует испарению выпадающей влаги, скоплению мелких капель в нижнем слое атмосфере.
- Стелящийся по земле слой сгустка, тянущийся от водоема. Такое явление называется поземкой. Она может стелиться сплошной густой пеленой, моет прерываться на участках. Расстояние видимости колеблется от нескольких метров до километра. Поземку можно наблюдать в поздние, ночные часы или утром.
- Туман с просветами обеспечивает плохую видимость от 10 до 1000 км вокруг себя, но позволяет хорошо рассмотреть небосвод, различить облака. Его появление также обусловлено снижением температуры в ночное время суток. Возможно попасть в такую мглу в холодный зимний день, когда лучи ясного солнца прогревают воздух сильнее обычного.
- Когда видимость затруднена на сотни метров не только вокруг, но и вверх - туман сплошной. Возникает в тех же условиях, что и туман с просветами, также в предрассветные часы, ночью и в сумерки.
"Унылая пора, очей очарованье...". Туманный Альбион, серый Лондон или Петербург в дыму. Завораживающее явление всегда притягивает вдохновение авторов в литературе и живописи. Туман в жизни способен четкий силуэт природы, зданий, людей превратить в невесомые, неосязаемые силуэты, загадочные персонажи.
Между тем люди, вынужденные жить в тумане, не в состоянии защищаться или освободиться от назойливости этой серой поры. С ним приходится существовать, привыкая к нему. Он не признан угрозой, не считается стихийным бедствием, но оказывает воздействие на бесперебойную работу производства, на аварийные ситуации на дорогах, на общее состояние здоровья населения.
Из-за туманов случались массовые катастрофы, они способны повлиять на ценообразование недвижимости в районах, напрочь перечеркивая их принадлежность к элитным или курортным местам. Грамотное же использование этого явления способно позитивно повлиять на развитие будущего урожая, повышая его. Это возможно из-за дополнительного насыщения нижнего слоя атмосферы влагой.
Знаете ли вы еще интересные факты о тумане? Делитесь своими знаниями в
Продолжая разговор о погоде.Рубрику ведетканд.г еогр.наукМ.СОФЕР
ЧТОМЫЗНАЕМОТУМАНЕ
Приближается тот период осени, когда яркие и красивые краски сменятся на блеклые и унылые. Все чаще окружающие нас предметы будут словно растворяться в невесомой и неосязаемой среде- придет время туманов.
Туман – явление, от которого не защититься и не избавиться, с ним приходиться считаться. По сравнению с другими метеорологическими явлениями,т акими как ураган,гроза,снегопад, туман нельзя назвать грозной силой природы. Однако он оказывает заметное воздействие на условия жизни человека, влияет на производственные процессы,н а работу и безопасность передвижения всех видов транспорта и даже на самочувствие людей.
При тумане резко ухудшается видимость,п оэтому в целях безопасности ограничивают движение судов и самолетов,приостанавливают работы на стройках. Нередки и транспортные катастрофы, например, в1989 г.в Италии, когда из-за тумана под Миланом столкнулось и загорелось более 80 автомашин.
Количество туманных дней в году определяет пригодность или непригодность территорий для оздоровительных целей,т уризма и просто для комфортных условийжизни. В то же время туманы могут быть благотворны для сельского хозяйства – в засушливых районах они снабжают почвудополнительной влагой, что повышает урожайность.
Кто не слышал о знаменитых лондонских или петербургских туманах?
Их описания вошли в классическую литературу,стали визитной карточкой этих городов.Л ондонские туманы из обычного для приморских городов явления превратились в его символ, своего рода миф. Как это ни странно,о собую популярность туманный Лондон приобрел после того,как был представлен на живописных полотнах импрессионистов.
И чего состоит и какобразуетсятуман
Состав тумана очевиден – вода. Дождитесь, пока закипит чайник, или сильно выдохните на морозе – и вы увидите процесс образования тумана. При разной температуре воздух может содержать разное количество водяного пара. Чемтеплее,тем больше.С тепень близости воздуха к состоянию насыщения влагой определяет наше ощущение «сухости» или «сырости».Если температура понизится,то часть влаги конденсируется. В быту это «клубы пара», в природе- это облака, дождь, роса, туман.
Обычный туман представляет собой «коктейль» из разных по размеру капель.В нем одновременно могут быть как очень мелкие,так и очень крупные капли.Одних больше, других меньше, в зависимости от...температуры.Чем она выше,тем больше крупных капель.Это значит,что «теплые» туманы состоят из более «толстых» капелек,а «холодные» -из более «худосочных».Соответственно и водность у них разная. В первом вы можете намокнуть,в о втором – отсыреть.
Однако чаще мы различаем туманы не по температуре,а по другому признаку – простому и практически важному. Самый опасный и неприятный мы оцениваем как«сильный», «густой», «плотный».Н о что стоит за этими оценками?Оказалось, что в 1см3 слабого тумана насчитывается 50-100 капелек, а сильного – 500-600, т.е. почти в десять раз больше Т ем, кто окунулся в промозглую сырость тумана, кажется, что все вокруг как будто пропитано водой. Эта убежденность опирается на традиционные представления о 100% влажности тумана. Однако измерения показывают, что относительная влажность может быть и меньше, иногда 80-90%,а в отдельных случаях и ниже. Примерно такая же влажность в облаках. Так что выражение «влажность тумана» вовсе не тавтология типа «мокрая вода».
Ведь это только кажется, что в сильном тумане одежда быстро намокает. А на самом деле,если попробовать «выжать» несколько кубических метров тумана, то... влаги не хватит даже на один глоток. Видимо, мы скорее всего переоцениваем водность туманов. В 1 м3 тумана содержится 0,2-0,5 г воды. Это означает, что «выжав» всю влагу из 1000 м3 тумана, мы едваутолим жажду.
В то же время простой расчет показывает, что в 1 км3 тумана может содержаться до полумиллиона литров воды. А этого количества влаги уже достаточно, чтобы оросить десятки гектаров полей. Во многих местах туманы и росы служат существенным источником влаги для растений.
Какие бывают туманы?
На первый взгляд все туманы одинаковы. Чаще всего нас не интересуют причины возникновения тумана, мы ждем, когда он рассеется, и забываем о нем до следующего появления. Однако метеорологи относятся к туманам иначе. Они знают, что не бывает тумана «вообще», есть определенные процессы, приводящие каждый раз к образованию того или иного вида тумана.
Легко сказать, что туман – это «лишняя» влага, выделяемая в виде мельчайших капелек. Труднее объяснить, откуда появились эти «излишки». В любом случае они сводятся к пугающему слову «тепловлагообмен», а проще – к двум причинам: испарению с теплой поверхности в холодный воздух и охлаждению теплой воздушной массы.
Почти все бывали свидетелями этих процессов.. Одни – наблюдали как парит незамерзающая полынья. Другие видели как зимой с моря на сушу надвигается сырая мгла, а летом туман упорно держится подальше от берега. Третьи – проклинали дорогу, пересекающую низины, овраги, лога, куда стекает холодный воздух и где регулярно рождаются туманы. Четвертые – вспоминаютпрекрасные по форме и точные по наблюдению стихи русских поэтов, не оставивших без внимания это, казалось бы невзрачное, явление погоды.
Напомним лишь некоторые хрестоматийноизвестные строки. Пушкинские: «Уж небо осенью дышало... Ложился на поля туман...», или: «Погасло дневное светило, на море синее вечерний пал туман...». Сравните их с есенинскими: «Нивы сжаты, рощи голы, от воды туман и сырость...», или: «Пряный вечер. Гаснут зори. По траве ползет туман...»
Удивительно, как динамичны туманы в глазах поэтов, они «веют», «опускаются», «ложатся», «поднимаются», «ползут»...М ногие ли это замечают?
Где прописаны туманы? Определить это достаточно просто – везде, где происходит столкновение воздушных масс с разной температурой и влажностью. Это, так называемые, пограничные районы: суша – море, теплое – холодное течение, граница морских льдов, граница снежного покрова. Такие условия складываются в северном полушарии, поэтому там есть районы, которые можно смело считать «полюсами туманов».
Так, на стыке теплого Гольфстрима и холодного Лабрадорского течения в районе о.Н ьюфаунленда на год приходится 120 дней с туманами, особенно много их летом: в среднем за месяц бывает 22 туманных дня. Вот почему этот район считается одним из самых опасных для мореплавателей. Его дурная слава передается (уж не туманами ли?) расположенному по-соседству роковому «Бермудскому треугольнику»
Часто гостят туманы в районе Кольского полуострова (50-100 туманных дня в году), чуть реже они на побережьях Баренцева, Северного и балтийского морей, в Охотском и Японских морях, характерны они для Флориды и Калифорнии. Знаменитые красные опоры моста через пролив в Сан-Франциско частенько скрыты белесым покрывалом. Жители Нью-Йорка хорошо знают, что зимой теплые ветры с океана почти всегда приносят туманы.
Чем больше разность температур, тем интенсивнее туман. Любойиз насможет стать прогнозистом. Если разность температур водыи воздуха достигает 15 С , то вероятность образования тумана составляет 85-90%. Такие условия складываются на берегах южных морей и в предгорных районах.
Совсем другая родословная у «городских» туманов. При неблагоприятных условиях и загрязненном воздухе туман в городе может легко возникнуть и сохраняться в течение нескольких дней. Классический пример – Лондон и Петербург прошлых веков. Вспомните ощущение «Бедных людей» Достоевского: «Дождя не было, зато был туман, не хуже доброго дождя... Под ногами туман, над головой тоже туман...»
Однако реальные наблюдения не всегда соответствуют сложившимся по художественной литературе представлениям. Городские туманы зависят от десятков факторов (ветров, рельефа, близости водоемов, вида промышленности, типа транспорта и т.п.), которые могут сочетаться самым причудливым образом. Поэтому не удивляйтесь, что по данным климатологов, одним из самых туманных городов мира оказался... Рио-де-Жанейро. Там в тение года отмечается в среднем 164 дня с туманами. Второе место прочно занимает столица Эквадора Кито – 92 туманных дня в году. Затем с большим отрывом следуют Хельсинки – 60 дней, Бухарест – 55 дней и Лондон – 46 дней.
Многие северные европейские города вовсе не столь «туманны», как это иногда представляется. В Стокгольме, например, туман можно наблюдать лишь 13 дней в году, а в Дублине и Рейкьявике всего 5-7 дней. Парадоксально, но почти столь же редок туман в другой климатической зоне – в Монголии.
«Краткий климатический справочник по странам мира» (1984г.) бесстрастно свидетельствует, что в Петербурге и Москве число туманных дней в году почти одинаково: около 30. Это на 7 дней больше, чем в Риме, но зато на 14 дней меньше, чем в Берлине.
Есть на планете города, жители которых не смогут даже вспомнить, когда они видели туман в последний раз. Например, в Бейруте бывает один туманный день в году. Для жителя Хартума и Бомбея это погодное явление как бы не существует вовсе.
Видимость в тумане.
Ни одна из характеристик тумана для нас не так важна, как видимость в нем. Недаром, когда хотят подчеркнуть густоту тумана, говорят: ничего не видно на расстоянии вытянутой руки. Или: в двух шагах не видать! Сообщения о возможных туманах обязательно включаются в сводки погоды. А информация о резком снижении видимости распространяется как экстренное сообщение или штормовое предупреждение.
Для всех очевидно, что сила, плотность, густота тумана проявляются через дальность видимости в нем. Если видны предметы, удаленные на 500-1000 м, туман считается слабым, при видимости в пределах 50-500 м – умеренным, менее 50 м – сильным. Именно ограниченность видимости делает сильный туман опаснейшим погодным явлением. Плотный туман может полностью парализовать жизнь крупного города, ограничить действия авиации, блокировать дороги.
Но чем определяется плотность? Всего лишь количеством и крупностью капелек влаги в единице объема, т.е. водностью тумана, которая в свою очередь, зависит от температуры. Поэтому «теплый» туман почти всегда густой и плотный, а «холодный» - более жидкий и прозрачный. Если вы заметили как туман «клубится», т.е. в нем чередуютсямассы воздуха, значит вы наблюдаете пульсации температур, а с ними динамику водности и размеров капель.
Будьте внимательны! Вы можете заметить и изменение цвета тумана. Самые мелкие капли лучше всего рассеивают короткие световые волны (синие лучи), поэтому слабые туманы и дымка имеют синеватую окраску. В более плотных туманах капельки крупнее и практически одинаково рассеивают световые волны всех длин. Поэтому цвет таких туманов ближе к белому. Однако поэты видят гораздо более разнообразную палитру. Так, у Достоевского туманы «молочные», у Блока – «седые», у Бунина – «серебристые», у Гумилева – «белобрысые», у Цветаевой – «белокурые». А какие у вас?
Слышимость в тумане
Пробовали ли вы переговариваться в тумане? Наблюдательный человек подтвердит: даже в самом плотном тумане звуки слышны отлично. Но как далеко распространяются автомобильные или судовые сигналы в толще густого тумана? Не гаснут ли их басовитые звуки будто в слое ваты?
Знание этого вопроса было жизненно важно для моряков, так как при сильном тумане световые сигналы не проходят и опасность столкновения судов резко возрастает. По данным британской статистики столетней давности за десять лет у берегов Англии было зарегистрировано 273 кораблекрушения по причине густого тумана. Проблема вышла на государственный уровень, начались длительные исследования. Они сопровождались большим шумом – выстрелы из пушек, свистки и мощные сирены оглашали побережье днем и ночью, в любую погоду, в туман, дождь, снег.Ш ум не был напрасным...
Было установлено, что звуки хорошо распрстраняются на большое расстояние только в тех случаях, когда воздушная среда непрерывна и однородна. Если атмосфера состоит из слоев воздуха различной плотности и температуры, то на стыке каждого слоя звуковая энергия теряется и звук «не идет» - быстро гаснет. В то же время пасмурная погода прозрачна для звуков, а в самом густом тумане звуки могут распространяться на расстояние чуть ли не вдвое больше, чем в ясную погоду. Чем же тогда объяснить «провалы» звука, впечатление о е го «вязком» прохождении через мохнатые, шевелящиеся сгустки водяного пара? Ответ – именно в самой структуре тумана. Если туман клубится, пульсирует, значит он неоднороден, капли различны не только по температуре и размеру, но и по звукопроницаемости. Это часто бывает в горах.
Обычный равнинный туман состоит из огромного числа чрезвычайно малых капелек воды – диаметром менее тысячной доли миллиметра. Они создают сравнительно плотную, но однородную среду, поэтому рассеяния звуковых волн почти не происходит. Вот почему суда, поезда и автомашины, захваченные туманом, подают звуковые сигналы. Гудки и сирены – надежный источникинформации в самомгустомтумане.
Но одно дело – предупредить соседей о своем местонахождении, а другое – создать условия безопасного перемещения. Самый радикальный способ – ликвидация туманов. Человечество вплотную подошло к практической возможности борьбы с туманами. Проблема эта не столько технологическая, сколько экономическая и экологическая. Какова цена управления погодой и каковы его последствия? Пока этот вопрос остается открытым...
Очутившись посреди белого сплошного облака, настолько плотного, что на расстоянии вытянутой руки практически ничего невозможно различить, нередко задаёшь себе вопрос: почему образовался такой густой туман, почему он белого цвета и начинаешь раздумывать о том, как долго это явление обычно длится, а также почему любой туман рассеивается.
Туманы формируются во время скопления в воздухе в нижних слоях атмосферы капель или ледяных кристалликов, из-за чего вдоль земной поверхности образуется напоминающая облака пелена, ограничивающая видимость настолько, что далее одного километра пространство не просматривается, а в некоторых случаях предметы становятся трудноразличимыми уже на расстоянии нескольких метров.
Если температура окружающей среды превышает -10°С, пелена пара состоит лишь из капель. Если температурные показатели колеблются от -10 до -15°С – из капелек воды и ледяных кристалликов, а когда на улице -15°С – туман состоит из мелких ледяных кристаллов, переливающихся при свете ночных фонарей.
Почему образуется этот феномен, ответить несложно: своим появлением он обязан или испарению воды с тёплой поверхности в холодный воздух, или охлаждению насыщенных влагой тёплых воздушных потоков. Например, за возникновением наземных облаков можно нередко наблюдать вечером или с утра после понижения температуры грунта и растительности (травы), нижние слоя атмосферы настолько сильно охлаждаются, что начинают выделять лишнюю влагу в виде водяных капель.
Ещё одним примером, на этот раз – зимним, является туман над рекой, озером или другим водоёмом, на льду которого образовалась прорубь: в морозы над ней всегда стоит пелена, стелющаяся над водной поверхностью. Происходит это потому, что температура воды во время морозов теплее окружающего её льда и воздуха, соприкасающегося с ним (из-за этого воздух над водой всегда теплее остального и туман над рекой в районе проруби стоит почти всегда).
После того как тёплый воздух смешивается с холодными воздушными потоками, он начинает охлаждаться, выделяя пар и образовывая у самой поверхности Земли облако. Поэтому туман над рекой и другими водоёмами обычно устойчивый и длительный: здесь постоянно смешиваются холодные и тёплые воздушные потоки и течения.
Ярким примером этого явления считается расположенный в Атлантическом океане канадский остров Ньюфаундленд. Из-за того, что здесь сталкиваются друг с другом два течения – тёплое Гольфстрима и холодное Лабрадорское, местные жители вынуждены проводить среди марева около ста двадцати туманных дней в году.
Формирование наземных облаков
Когда насыщенный водяными парами воздух охлаждается или смешивается с более холодными воздушными потоками, в атмосфере начинают выделяться капли. После этого при наличии над земной поверхностью мельчайших частичек пыли, они начинают к ним прилипать, наслаиваясь друг на друга и формируя капли более крупных размеров (чем больше в воздухе пыли, тем быстрее образуется облако, поэтому крупные города практически всегда окутаны слабой почти незаметной пеленой).
В тёплое время года размер такой капли колеблется от 5 до 15 мкм, во время морозов – от 2 до 5 мкм, поэтому зимний холодный туман не такой густой, как летний. Как только капли достигают необходимых объёмов, предметы оказываются расплывчатыми и трудноразличимыми: воздух при сильном тумане приобретает беловатый оттенок и синеватый – при слабом.
Ответ на вопрос, почему это явление бывает разных окрасов, прост: более мелкие капли лучше рассеивают короткие синие лучи, тогда как в густых наземных облаках капли более крупных размеров и световые волны рассеивают все лучи одинаково вне зависимости от их длины.
Водность таких облаков обычно не превышает 0,5 г/м3, но иногда густой туман может содержать до 1,5 г/м3 (этой воды достаточно, чтобы растения получили необходимую влагу, особенно это важно для растительности засушливых районов планеты). Насколько непроницаемой окажется пелена, во многом зависит от влажности воздуха, которая во время возникновения наземных облаков обычно составляет от 85 до 100%:
- если видимость не превышает 50 метров, наблюдается густой туман, а количество капель – 1200 на один кубический сантиметр;
- если пространство просматривается на расстоянии от 50 до 500 метров – умеренный (водяных капель в этом случае от 100 до 600);
- если видимость составляет километр – слабый (капель – от 50 до 100).
Нередки туманы и во время морозов, при этом явление можно увидеть даже тогда, когда влажность не превышает пятидесяти процентов. Обычно их можно наблюдать в городах, особенно на железнодорожных и автобусных вокзалах, где пелена образуется за счёт пара, который появляется во время сгорания топлива и выбрасывается в воздух через дымоходы и выхлопные трубы.
Виды
Своим происхождением наземные облака далеко не всегда обязаны лишь природе: большое число туманов возникает в городах, а потому состоят они не только из капель и пыли, но также дыма, копоти, которые выбрасываются фабричными или печными трубами, или возникают после или во время пожаров, когда горит лес, торф или степь. По происхождению метеорологи делят туманы на сухие (в их образовании как раз и виноваты дым, копоть и т. п.) и влажные (задействованы лишь вода и пыль), при этом нередко вторая форма перетекает в первую.
В свою очередь, влажные туманы, на образование которых непосредственно повлияла природа – это вечерний, ночной или утренний туман (именно этот период является оптимальным для возникновения стелющихся по земле облаков), метеорологи также делят на группы:
- Поземный. Вечерний или утренний туман, который низко стелется над земной поверхностью или водоёмом (например, туман над рекой). Пелена может быть сплошная, а может идти отдельными клочьями, а видимость не будет превышать километра.
- Просвечивающийся. Несмотря на то, что вдоль поверхности видимость невысока и в некоторых случаях не превышает нескольких метров, на небосводе вполне можно различить облака. К этому виду относят ночной, вечерний, и утренний туман.
- Сплошной. Видимость густого тумана очень ограничена и часто не превышает пятидесяти метров. Небо почти не просматривается, поэтому облака различить почти невозможно. В основном это вечерний, ночной и утренний туман, а во время холодов при повышении температурных показателей холодный туман можно увидеть и днём.
Почему исчезают туманы
Продолжительность этого явления различная и может составлять от получаса до нескольких суток (особенно во время холодов или при столкновении тёплых и холодных воздушных и водных потоков, например, туман над рекой). Основной причиной того, почему любой туман рассеивается, является прогревание воздуха. Поскольку пелена образуется возле поверхности, после того, как солнечные лучи её прогревают, нагревается и воздух, вследствие чего капли испаряются и превращаются в пар.
Чем выше над земной поверхностью, тем туман рассеивается слабее, так как в верхних слоях атмосферы температура воздуха снова начинает понижаться, пар преобразовывается в водяные капли и формирует облака.
Туман-явление природы, когда в атмосфере образуется большое содержание водяного пара. В основном он возникает от соприкосновения холодного и теплого воздуха. Туманы бывают в любое время года, но чаще всего они случаются в конце лета или осенью, когда охлаждение воздуха происходит быстрее, чем остывает земля. В результате прохладный воздух опускается на землю или воду, которая еще сохраняет тепло, происходит конденсат, и множество водяных капелек висят в воздухе. Получается, будто огромное облако висит прямо над землей или водоемом. В месте, где образовался туман, влажность воздуха составляет 100%. Туманы бывают разными по своей структуре. Если температура воздуха не очень холодная, выше 10 градусов мороза, то туманное облако состоит и водяных капелек. При температуре 10-15 градусов мороза облако состоит из смеси водяных капелек с кристалликами льда. Если же температура опускается ниже 15 градусов мороза, то образуется ледяной туман, когда все облако состоит из ледяных кристалликов. В городах и населенных пунктах туманы бывают более плотными из-за того, что конденсат смешивается с выхлопными газами и пылью.
Какие бывают туманы
Туманы бывают разные. Это зависит от того, насколько хороша видимость в месте тумана.
Дымка –самый слабый вид тумана.
Поземный туман-туман, стелющийся над землей или водоемом тонким слоем. Этот туман не оказывает большого влияния на видимость.
Просвечивающий туман, видимость при котором составляет от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Через такой туман видны солнце и облака.
Сплошной туман, когда белесое облако окутывает землю, через которое невозможно рассмотреть буквально ничего на расстоянии нескольких метров, а иногда и на протяжении вытянутой руки. При таком тумане становится невозможным движение на транспорте. Если водитель попал в облако сплошного тумана, ему лучше переждать, когда туман рассеется.
Встречаются не только природные туманы, но и искусственные. Искусственные туманы возникают из -за промышленной деятельности человека. Искусственный туман состоит из пыли, дыма, выхлопных газов, химических веществ, других продуктов горения. Иначе его называют смогом. Смог –одна из важнейших проблем современных городов, так как он наносит непоправимый вред здоровью человека и загрязняет окружающую среду.
Может возникнуть сухой туман, состоящий вместо водяных капель из пыли, дыма и копоти. Это может произойти из-за горения торфяников или из-за извержения вулкана.
Также к искусственным туманам относится радиационный туман, когда воздух охлаждается из-за присутствия в нем радиации.
Хотите узнать почему идет дождь? Читайте
Загрузка...
