Как образовывается туман
Как образовывается туман?
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.
Виды и характеристики туманов
Для начала приведем основные характеристики такого явления природы, как туман:
- Водность – это общая доля капель воды в одном кубическом метре тумана. От водности зависит цвет тумана и его длительность;
- Размер капель – данный показатель влияет на прозрачность воздушной среды. При более крупных каплях облако будет казаться более густым и белым.
По плотности эти явления природы делят на:
- Дымчатый.
Такое облако практически не ухудшает видимость – дальность обзора может достигать 9 километров. Поземные дымки, возникающие над самой землей могут простираться на площади в несколько километров либо образовывать небольшие островки облаков размерами в пару метров. Наиболее часто такой вид туманов можно увидеть в утренние часы, особенно, если накануне была ясная погода, а ночью температура воздуха была ниже точки росы. - Сплошные.
Водность и размер капель при таких дымках максимальны. А значит, плотность и густота дымки будет на своем пике. В такое облако лучше не попадать, ведь видимость при этом ухудшается настолько, что с расстояния нескольких метров невозможно что-либо разглядеть. - Рассеянные или просвечивающие. Показатели такого рода наземных облаков находятся посередине между сплошными и дымчатыми облаками. Такой туман на высоте 2 метров способен ухудшить восприятие предметов на расстоянии от 200 метров и до 1 километра. Капли конденсата при рассеянном облаке не особо крупные, поэтому сквозь дымку становится видно рассеянные лучи солнца. При этом облако плохо развито в высоту и стелется низко, поэтому при нахождении в нем, отчетливо видно небо.
А по синоптическим показателям туманы принято разделять на:
- Внутримассовые. Образующиеся внутри одной сплошной воздушной массы. К примеру, подвид радиационных облаков возникает из-за антициклонов и может длиться от пары предрассветных часов до нескольких суток, в зависимости от погодных условий. А адвективный туман можно встретить в дождливую пасмурную погоду, при движении тёплой массы воздуха над холодной поверхностью земли. Такие дымки могут оставаться над землей и поверхностью воды долгое время.
- Фронтальные туманы образуются при столкновении различных по температурам фронтов атмосферы. При падении атмосферного давления в этой зоне, начинается активное испарение осадков, которое надолго способно задерживаться среди облаков.
- Сухие или мглистые. Такой вид облаков образуется не водой, а мельчайшими частицами пыли, песка и отходов предприятий. В некоторых случаях смесь таких частиц попадает в облако водяного тумана и образует некий «гибрид».
Разобравшись, от чего бывает туман, нужно упомянуть и от чего он так внезапно исчезает.
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%:
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.
Особенности видов
Существует несколько видов тумана, они отличаются физическими свойствами. По этим характеристикам можно больше узнать о природных атмосферных процессах. Выделяют несколько видов:
- поземный;
- просвечивающий;
- сплошной;
- ледяной.
При поземном тумане конденсат собирается прямо над поверхностью земли. Дымка не слишком плотная, поэтому она практически не ухудшает видимость. Пелена стелется сплошным полотном по одному участку или покрывает несколько холмов, периодически прерываясь. Обычно она появляется на рассвете или при наступлении сумерек.
Опытный наблюдатель может предугадать образование тумана. Если вечер тихий и ясный, а температура опустилась настолько, что уже выпадает роса, то шанс появления поземки очень высок. Чем больше остынет воздух, тем скорее будет стелиться дымка.
У просвечивающего тумана средняя плотность конденсата. Но по горизонтали обзор ухудшается на расстоянии в 150−200 метров. А по вертикали легко рассмотреть небо. Днем при ясной погоде видно солнце и облака, ночью — луну и звезды. Сплошной туман отличается непрозрачностью. Даже на расстоянии вытянутой руки сложно рассмотреть предметы. В такую погоду лучше отказаться от передвижения на транспорте.
Существуют еще ледяной или морозный туман. Он появляется только зимой при низкой температуре воздуха. А образовывают его ледяные кристаллики. Они сверкают и переливаются на солнечном свете. Но увидеть такое явление можно только в тех регионах, где вода способна оставаться жидкой даже при -40 градусах.
Как образуются туманы
В воздухе идет непрерывное столкновение теплых и холодных потоков. Холодные движутся вниз, а теплые воздушные массы поднимаются вверх. Во время их столкновения идет процесс конденсации: крошечные капли зависают в воздухе, формируя своего рода облака.
Чем выше влажность воздуха, тем больше вероятность образования тумана. В областях с сухим климатом он встречается нечасто и только при условии понижения температуры почти что до экстремальных отметок. Наблюдать белесую полупрозрачную пелену обычно доводится в низинах и поблизости от водоемов ночью и в предутренние часы, поскольку более быстрое остывание воздуха создает благоприятные условия для «рождения» тумана.
- » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
Дата Категория: Погода и климат
Туман по сути — это облако, существующее низко над поверхностью. Он появляется, когда неизбежен контакт теплого, влажного воздуха с более холодным.
Уровень концентрации водяного пара в воздухе определяется температурой: чем холоднее воздух, тем меньше пара он может содержать. Если пар превышает количество, возможное при данной температуре (точка, называемая уровнем насыщенного пара), он конденсируется в туман.
Если температура достаточно низкая, туман может образовываться даже в относительно сухом воздухе. Наиболее вероятно присутствие тумана в воздухе, содержащем большое количество пыли или других частиц, к которым могут прикрепляться водяные капли. В полярных регионах, где значение температуры может опускаться ниже —15 °С, иногда наблюдается замерзший туман, состоящий из кристаллов льда.
Конденсация — повсюду
Тот самый процесс конденсации, который создает туман, сопровождает некоторые обычные в повседневной жизни явления. Например, холодный воздух за окном охлаждает теплый воздух в помещении (1, сверху). Когда внутренний воздух остывает, водяной пар конденсируется, образуя частицы воды, из-за которых окно запотевает. Когда изо рта выдыхается теплый влажный воздух (2), он быстро охлаждается, а водяной пар конденсируется, из-за чего выдыхаемый воздух напоминает туман. Холодный сок в стакане (3) излучает холод вокруг себя, из-за чего водяной пар в воздухе конденсируется и на стакане образуются капли. Водяной пар, вырывающийся из чайника (4)у охлаждается воздухом и конденсируется в туманообразное облако.
Как образуется лучистый туман
Ночью, когда почва начинает освобождать поглощенное днем тепло, температура воздуха над ней начинает падать. Когда он в достаточной степени охлажден, водяной пар конденсируется в лучистый туман. Эта разновидность тумана часто появляется в низинных местах в ясные и сравнительно безветренные ночи. (На рисунке вверху статьи)
Образование адвективного тумана
Адвективный туман, типичный в местах, близких к океанам, появляется в случаях, когда масса влажного и теплого воздуха внезапно оказывается над холодной поверхностью. Нижний слой воздуха охлаждается, обуславливая конденсацию и образование частиц тумана.
Как образуется стелющийся туман
Когда теплый и влажный воздух поднимается по склону горы, он расширяется и остывает, вследствие чего водяной пар в воздухе конденсируется в туман. С таким туманом, который может напоминать неровные клочки, очень часто сталкиваются альпинисты. Если воздушные токи продолжают подниматься, то в конце концов стелющийся туман превращается в облака.
Как образуется паровой туман
Иногда холодный воздух циркулирует над местами, сохраняющими тепло ночью — например, над реками или прудами. В холодном воздухе конденсируется пар от теплой воды, образуя паровой туман. Чем больше амплитуда температур между водой и воздухом, тем гуще будет туман.
Характеристика дымки
Туманы делят на два вида по способу формирования — охлаждения и испарения. В первом случае конденсат образуется, когда температура воздуха ниже точки росы. А второй вариант возникает обычно над водоемами или влажной сушей. Поверхность нагревается и отдает лишнюю влагу воздуху. Разница температур при этом должна быть не менее 10 градусов. Туман испарения поднимается на несколько метров.
А также образование дымки зависит от синоптических факторов. В зависимости от них бывают такие виды туманов:
- внутримассовые;
- фронтальные;
- сухие.
Внутримассовые туманы появляются только в однородных воздушных массах. Это пелена охлаждения, ее разделяют на радиационную и адвективную. Первый вариант возникает при легком бризе, ясной погоде и отсутствии грозовых туч. Для формирования дымки нужны антициклоны. При радиационном охлаждении почвы и влажный воздух способствуют появлению тумана. Он держится только ночью и рассеивается на рассвете. Но когда земля замерзает, пелена может оставаться на несколько суток. Устранить ее может только ветер, дующий со скоростью 4−5 метров в секунду.
В промышленных зонах часто появляется смог. Его тоже относят к радиационному туману. Но, кроме капель воды и частичек пыли, он содержит гарь и выхлопные газы. В некоторых регионах смог держится над поверхностью земли постоянно.
Адвективная дымка появляется во время движения нагретого воздуха над более холодной сушей или водой. Плотное состояние у тумана возникает, когда небо затягивает тучами и идут осадки. Пелена образуется только в теплых секторах циклона. Сгустки тумана нависают над огромными территориями и держатся по несколько суток. К адвективному виду относится и морская дымка.
Фронтальный вариант появляется только на стыке разных атмосферных фронтов. При падении давления понижается и температура воздуха. В зоне фронта начинают идти осадки, но они быстро испаряются и превращаются в пар. Иногда туман сливается со стеной дождя, поэтому охватывает большую площадь.
Сухую дымку еще называют мглой. Это смесь водяных капель, пыли, промышленных отходов и песка. Иногда такой туман смешивается с влажными испарениями, из-за чего появляется влажно-сухая масса. Мгла исчезает только под воздействием сильного ветра, без него она долго держится над земной поверхностью.
