Туман – это скопление мелких водяных капель или ледяных кристаллов, или тех и других в приземном слое атмосферы, до высоты в несколько сотен метров, понижающее горизонтальную видимость до 1 км и менее.
Туман образуется в результате конденсации или сублимации водяного пара на аэрозольных (жидких или твёрдых) частицах, содержащихся в воздухе. Туман из водяных капель наблюдается при температурах воздуха выше -20 °С, но может встречаться даже и при температурах ниже -40 °С. При температуре ниже -20 °С преобладают ледяные туманы.
Видимость в тумане зависит от размеров частиц, образующих туман, и от его водности (количества сконденсированной воды в единице объёма.). Радиус капель тумана колеблется от 1 до 60 мкм. Большинство капель имеет радиус 5-15 мкм при положительной температуре воздуха и 2-5 мкм при отрицательной температуре. Водность тумана обычно не превышает 0,05-0,1 г/м3, но в отдельных плотных туманах может достигать 1-1,5 г/м3. Количество капель в 1 см3 колеблется от 50-100 в слабых туманах до 500-600 в плотных. В очень плотных туманах видимость может понижаться до немногих метров.
По дальности видимости выделяют следующие виды туманов:
1) Дымка — сильно разреженный туман, сплошное более-менее однородное серое или голубоватое помутнение атмосферы с горизонтальной дальностью видимости (на уровне глаз стоящего на земле наблюдателя, т.е. около 2 м над поверхностью земли) от 1 до 9 км. Может наблюдаться перед туманом или после него, а чаще как самостоятельное явление. Нередко наблюдается во время осадков, особенно жидких и смешанных (дождя, мороси, дождя со снегом и т.п.) вследствие увлажения воздуха в приземном слое атмосферы за счёт частичного испарения выпадающих осадков.
Не следует путать дымку с ухудшением горизонтальной дальности видимости из-за пыли, дыма и т.п. В отличие от этих явлений, относительная влажность воздуха при дымке превышает 85-90%.
2) Поземный туман — туман, низко стелящийся над земной поверхностью (или водоёмом) сплошным тонким слоем или в виде отдельных клочьев, так что в слое тумана горизонтальная видимость составляет менее 1000 м, а на уровне 2 м — превышает 1000 м. Наблюдается, как правило, в вечерние, ночные и утренние часы.
3) Просвечивающий туман — туман с горизонтальной видимостью на уровне 2 м менее 1000 м (обычно она составляет несколько сотен метров, а в ряде случаев снижается даже до нескольких десятков метров), слабо развитый по вертикали, так что возможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Чаще наблюдается вечером, ночью и утром, но может наблюдаться и днём, особенно в холодное полугодие при повышении температуры воздуха.
4) Туман — сплошной туман с горизонтальной видимостью на уровне 2 м менее 1000 м (обычно она составляет несколько сотен метров, а в ряде случаев снижается даже до нескольких десятков метров), достаточно развитый по вертикали, так что невозможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Чаще наблюдается вечером, ночью и утром, но может наблюдаться и днём, особенно в холодное полугодие при повышении температуры воздуха.
По способу возникновения разделяют туманы охлаждения и туманы испарения. Первые возникают при охлаждении воздуха ниже температуры точки росы, содержащийся в нём водяной пар при этом достигает насыщения и частично конденсируется; вторые - при дополнительном поступлении водяного пара с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух, вследствие чего также достигается насыщение. Туманы охлаждения наиболее часты.
По синоптическом условиям образования различают:
1) туманы внутримассовые, формирующиеся в однородных воздушных массах,
2) туманы фронтальные, появление которых связано с атмосферными фронтами.
Преобладают внутримассовые туманы, в большинстве случаев это туманы охлаждения. Внутримассовые туманы делятся на радиационные и адвективные.
Радиационные образуются над сушей при понижении температуры вследствие радиационного охлаждения земной поверхности, а от неё и воздуха. Наиболее часто они возникают в ясные ночи при слабом ветре, преимущественно в антициклонах. После восхода солнца радиационные туманы обычно быстро рассеиваются. Однако в холодное время года в устойчивых антициклонах они могут сохраняться и днём, иногда много суток подряд.
Адвективные туманы образуются вследствие охлаждения тёплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Интенсивность адвективных туманов зависит от разности температур между воздухом и подстилающей поверхностью и от влагосодержания воздуха. Они могут развиваться как над сушей, так и над морем и охватывать огромное пространство, иногда порядка нескольких десятков и даже сотен тысяч км2. Адвективные туманы обычно бывают при пасмурной погоде и чаще всего в тёплых секторах циклонов. Адвективные туманы более устойчивы, чем радиационные, и часто не рассеиваются днём. Некоторые адвективные туманы относятся к туманам испарения и возникают при переносе холодного воздуха на тёплую воду. Туманы такого типа часты, например, в Арктике, когда воздух попадает с ледового покрова на открытую поверхность моря.
Фронтальные туманы образуются вблизи атмосферных фронтов и перемещаются вместе с ними. Насыщение воздуха водяным паром происходит вследствие испарения осадков, выпадающих в зоне фронта. Некоторую роль в усилении тумана перед фронтами играет падение атмосферного давления, которое создаёт небольшое адиабатическое понижение температуры воздуха. Туманы в населённых пунктах бывают чаще, чем вдали от них. Этому способствует повышенное содержание гигроскопических ядер конденсации (например, продуктов сгорания) воздухе.
Туман значительно влияет на видимость, которая является одним из важнейших факторов безопасного плавания для судоводителя Видимость — расстояние, на котором днем исчезают последние признаки наблюдаемого объекта (становятся неразличимыми его очертания), а ночью становится неразличимым нефокусированный источник света определенной интенсивности. Видимость оценивается в баллах, глазомерно по ряду объектов, расположенных на различных расстояниях от наблюдателя, по международной шкале видимости (таблица 1):
Таблица 1. Международная шкала видимости.
Балл Дальность видимости Балл Дальность видимости
0
1
2
3
4 0-50 м
50-200 м
200-500 м
500-1000 м
1-2 км 5
6
7
8
9 2-4 км
4-10 км
10-20 км
20-50 км
50 км
Таблица 2. Обозначение тумана при нанесении данных на метеокарты.
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...
Туман образуется из-за конденсации водяных паров в воздухе. Зимой такое явление можно наблюдать, когда происходит смена атмосферного фронта. Когда ночью температура резко повышается или понижается, с утра образуется конденсат.
Вообще туман - это природное явление, которому свойственно появляться из-за разницы температур слов воздуха: нижнего и верхнего слоя. Туман может быть и зимой, особенно это явление характерно при резких перепадах температур от высоких к низким. Происходит процесс испарения влаги (снег тоже испаряется как ни странно) и соединение тепла, которое дат эта влага с холодным воздухом. Вот отсюда и туман.
Туман возникает из-за различий температурного режима земли и неба, зимой он бывает не часто, вернее не так часто как осенью или весной, но иногда можно увидеть зимой туман особенно ранним утром когда еще сохраняется низкая ночная температура, но уже начинает теплеть потому что начинается новый день.
Обычно туманы образуются при достаточно высокой влажности воздуха, за счет конденсации водяных паров. Однако часто бывает так, что в сильный мороз, при антициклоне и невысокой влажности воздуха, могут образовываться достаточно плотные туманы. Как правило это явление характерно для больших городов, особенно промышленных центров. При сильном морозе начинает конденсироваться влага от промышленных выбросов (из труб) и автомобильных выхлопов. Вносит свою лепту и печное отопление - люди больше обогревают свои дома в частном секторе именно в сильные морозы. А в обычном печном дыме оказывается достаточно много водяных паров.
Вопрос сложный для понимания обычному человеку
Попытаюсь объяснить попроще:
Зимой холодно, однако земля в какой то мере поддерживает нормальную температуру
Нормальная температура излучает тепло.
Когда это самое тепло и холодный зимний воздух соединяются - образуется туман.
Под сильными морозами всегда подразумевают соответствующую температурную аномалию. В южных районах сильным морозом могут назвать температуру 10 градусов. В более северных 30 градусов и пониже. Но в любом случае это некогда быстро переохладившийся воздух. Однако, туман в период таких морозов порождается не воздухом как таковым, а водой, влагой. Она во время туманов такого рода не опускается с неба, а поднимается с земли (в том числе - срывается и с поверхности водомов, выходит из тысяч горячих труб). Природный (натуральный) туман становится перемешанным со смогом. Мороз как бы преобразует по-своему е (влагу). Точнее, такое может происходить всегда, но во время перепадов данное явление становится наиболее наглядным. В часы штиля становится очень заметным образованное приземельное облако, которое мы морозным туманом и называем. Очень часто такой туман спускается на ветви деревьев и любые другие поверхности в виде инея.
Посмотрите во время сильного мороза на свои реснички. Они часто становятся моделью того, что я описала выше. 🙂
Туман появляется всегда из за разности температур верха, то есть воздуха который опускается с небес, и низа, то есть земли.Так вот на разности этих температур, холодная сторона превращается из за воздействия теплой в капельки пара которые и создают эти низкие облака.
Туман является лишь следствием испаряющейся влаги. В сильный мороз такое испарение быстро охлаждается и превращается в туман. Таким образом встречаются влажное тепло и холод. Холодный воздух просто соприкоснулся с теплом ещ неостывшей земли и превратился в туман. Структура тумана бывает разной и зависит от температуры. Чем ниже температура, тем больше ледяных частичек. При не очень низкой температуре туманное облако состоит из водяных капелек.
У нас в Иркутске в сильные морозы туман бывает из за того, что парит поверхность незамерзающей (после ГЭС река разогрета и течет в течение нескольких км. не замерзая) реки. Наверное и у Вас есть незамерзающие водоемы.
Даже зимой в воздухе присутствует влага, путь и в меньшем количестве. И когда наступают именно сильные морозы, особенно после относительного тепла, то эта влага превращается в льдинки, и мы видим именно ледяной туман. Влагу также добавляет снег, который испаряется, отдавая свое тепло. И при сильных перепадах в сторону минуса этот процесс интенсивнее, что добавляет влажности воздуху и сгущает туман. То, что снег и лд тоже испаряются доказывает постиранное бель, вывешенное на мороз. Хоть на улице и отрицательная температура, бель вс равно высыхает, хоть и не полностью.
Туман, особенно часто встречающийся на побережьях, в действительности бывает слоистым облаком, расположенным непосредственно у земной поверхности. Этот плотный покров сконденсированного водяного пара образуется в результате охлаждения воздуха, содержавшего насыщенный пар.
Туман представляет собой слоистое облако на земной поверхности, состоящее из микроскопических капель воды или кристаллов льда. На автомобиле, движущемся в переохлажденном тумане, может появиться ледяная корка.
Туман образуется в случае поступления водяного пара в теплый воздух или при охлаждении влажного воздуха до температуры, более низкой, чем точка росы. Воздух может охлаждаться при вторжении в данную местность нового, еще более холодного воздуха. При этом пар, содержащийся в воздухе, конденсируется и над земной поверхностью возникает туман более или менее значительной вертикальной протяженности.
Существуют различные виды тумана. Они подразделяются в зависимости от процессов их образования и места появления. Все классификации туманов имеют более или менее описательный характер.
Мы выделим здесь три основных вида тумана. Каждый из них возможен при несколько различающихся условиях. Этими тремя видами являются: радиационный туман, адвективный туман и фронтальный туман.
Радиационный туман. Радиационный туман известен также под названием приземного. Этот вид тумана возникает при быстром охлаждении нижнего слоя воздуха путем теплообмена с земной поверхностью. В этом случае приземный воздух охлаждается, а над ним оказывается более теплый воздух. Если при этом воздух неподвижен, туман образуется слабый или вообще не возникает. Но если есть легкий ветер, образование тумана идет очень интенсивно. Однако при более сильном ветре туман рассеивается вследствие перемешивания воздуха. Легкий же ветер в районе образования тумана приводит к распространению конденсации на более высокий приземный слой атмосферы. При этом туман становится более густым. Утром, когда солнечные лучи начинают прогревать воздух, капли тумана испаряются, т. е. снова превращаются в водяной пар, и туман рассеивается.
В местностях, расположенных на значительной высоте над уровнем моря, радиационный туман может появиться на склонах гор. Более плотный воздух стекает по склонам вниз и образует плотный и высокий туман в долинах, лежащих между возвышенностями.
Радиационный туман чаще возникает осенью и зимой, когда бывает сравнительно высокая относительная влажность воздуха, а также значительная продолжительность ночи. Радиационный туман появляется также в центрах областей повышенного давления, обычно характеризующихся слабым ветром и безоблачным небом. В сравнительно устойчивом воздухе радиационный туман, возникший вечером или ночью, может удерживаться в течение всего дня.
Адвективный туман. Адвективный туман образуется в воздухе, движущемся над местностью, в которой температура поверхности ниже температуры натекающего воздуха. Когда сравнительно теплый воздух двигается над более холодной сушей или водоемом, он быстро охлаждается, а водяной пар в нем начинает конденсироваться. Появляется густой низкий туман. Иначе говоря, пар в нижнем слое атмосферы быстро становится насыщенным и возле земной поверхности , имеющее значительную вертикальную протяженность. Туман этого вида может наблюдаться в любое время суток, а не только в холодные ночные часы.
Адвективный туман чаще всего появляется на побережьях, а также в районах, частично покрытых снегом и перемежающихся с бесснежными участками. В такие туманы образуются в тех случаях, когда теплые южные ветры переносят воздух на север, т. е. в более холодные климатические области.
В северных районах Атлантического побережья США часто наблюдаются высокие адвективные туманы. Они чрезвычайно опасны для судоходства между США, Канадой и Европой. В зимние месяцы основные судоходные линии переносятся в более южные районы, чтобы корабли могли избежать встречи с туманами, образующимися у берегов Ньюфаундленда.
Если адвективный туман возникает над открытым морем, его называют морским туманом. Это бывает в том случае, когда теплый воздух перемещается над более холодной поверхностью моря и охлаждается путем теплопроводности. Он может появляться также над такими районами океана, где поблизости друг от друга проходят течения, заметно различающиеся по температуре, так как находящиеся над ними массы воздуха перемешиваются. Морские туманы могут быть очень продолжительными. Иногда они не рассеиваются в течение нескольких недель.
В горных районах могут возникать туманы склонов. Это происходит, когда вследствие адиабатического охлаждения теплый воздух, встречающий на пути гору, вынужден подниматься по" ее склонам. Быстро расширяясь, поднимающийся воздух понижает свою температуру до точки росы, что и вызывает появление густого горного тумана.
Фронтальный туман. Фронтальные туманы возникают в местах соприкосновения двух с различными свойствами. Такие места называются фронтальными зонами или проето фронтами. Фронты встречаются в атмосфере очень часто, но не все они обязательно сопровождаются туманом.
Чаще всего фронтальный туман наблюдается перед теплым фронтом. Такой туман может быть очень продолжительным. Обычно ему сопутствует выпадение осадков. Фронтальные туманы часты на восточном побережье США.
Фронтальные туманы образуются также и на некоторых , но реже, чем на теплых, и не на столь обширных площадях, что объясняется меньшей шириной зоны, занятой , по сравнению с теплым.
Фронтальные туманы - постоянная угроза для всех видов транспорта. Они наносят большой ущерб, когда приходится отменять полеты на авиалиниях или изменять маршрут полета. Даже при современных средствах посадки самолета по приборам туманы все еще остаются проблемой для военной и гражданской авиации.
Туманы на море стали причиной многих столкновений кораблей. Они особенно опасны на линиях, проходящих через Северную Атлантику, где встречаются айсберги. Гибель «Титаника» произошла из-за столкновения с айсбергом.
В таких крупных промышленных центрах, как Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Лондон, нередко туман, смешиваясь с дымом, образует так называемый смог. Смоги наносят огромный вред здоровью людей. Смешение густого тумана с промышленным дымом в индустриальных центрах очень опасно, особенно для людей с сердечными заболеваниями и с болезнями дыхательных путей. Дополнительная нагрузка на дыхание и кровообращение таких больных во время продолжительных смогов нередко приводит к смертельному исходу.
Сажа, находящаяся во взвешенном состоянии в воздухе городов и крупных промышленных районов, способствует образованию тумана и смога. В таких районах в атмосферу выбрасывается большое количество ядер конденсации. В результате нарушается нормальный термический режим и циркуляция воздуха. Загрязнение воздуха влияет даже на погоду, так, температура ночью в промышленных районах понижается медленнее обычного.
Один из известных случаев смога с большим числом смертных случаев произошел в Лондоне в декабре 1952 г. В холодной , располагавшейся над городом, сформировалась инверсия, которая затормозила перемешивание в приземном слое атмосферы. Промышленный дым, продолжавший поступать в атмосферу, смешивался с неподвижным насыщенным влагой воздухом и образовал над городом густое облако с высоким содержанием окислов серы. Это облако явилось главной причиной раздражения дыхательных путей. Число смертных случаев в день возросло. К середине первой недели после начала смога было зарегистрировано почти 1000 смертных случаев, вызванных этим смогом. Влияние смога замечалось еще на протяжении нескольких недель после того, как он рассеялся. Все это время число смертных случаев оставалось выше нормы.
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.
