при каких условиях образуется туман

Карточки: Почему появляется туман

Что такое туман, почему он образуется и не вредно ли для здоровья дышать таким воздухом?

Жители Ташкента и ряда регионов Узбекистана в последние дни регулярно наблюдают туман, который особенно заметен в ночное время и по утрам. Это природное явление вызывает не только заметное ухудшение видимости, но и массу необоснованных сомнений и страхов.

Откуда в воздухе берется вода?

В воздухе всегда содержатся невидимые человеческому глазу водяные пары, и даже под раскаленным солнцем пустыни Сахара относительная влажность воздуха составляет не менее 20−30%. В городах вода круглый год испаряется в воздух с поверхности каналов и водоемов, ее выделяют растения, а также водяной пар при сгорании топлива образуют автомобили, домашние печи и промышленные предприятия.

Почему образуется туман?

Туман обычно возникает при испарении воды с теплой поверхности в холодный воздух, или при охлаждении насыщенных влагой теплых воздушных потоков. Например, туман можно часто наблюдать вечером или с утра из-за сильного ночного охлаждения слоя воздуха у земли. Охлажденный воздух оказывается пересыщенным влагой, отчего водяной пар превращается в мелкие капельки воды. Также туман возникает, когда теплый влажный воздух натекает на холодную поверхность.

В холодный период года чаще встречается другой вариант — образование тумана над теплой поверхностью воды или земли. Дело в том, что в морозы воздух охлаждается заметно быстрее, чем земля и вода, отчего воздух над водной гладью или землей всегда теплее остального. После того как такой теплый воздух смешивается с холодными воздушными потоками, он начинает охлаждаться, выделяя пар, в результате чего у самой земли образуется «облако». Поэтому в холодное время года реки и открытые водоемы зачастую покрыты густой туманной пеленой.

При этом в городах туманы бывают более плотными и устойчивыми, чем на открытых пространствах: в городском воздухе заметно больше пыли, сажи и других частиц, которые служат «ядрами конденсации» и способствуют активному образованию капель из водяного пара.

Почему эти капли не видны глазу?

Все просто — они микроскопические: как правило, размер капелек воды в тумане составляет от 1 до 60 мкм. Для сравнения: толщина человеческого волоса — 80−120 мкм (0,08−0,12 мм). Обычно в теплое время года размер капель в тумане колеблется от 5 до 15 мкм, а во время морозов — от 2 до 5 мкм, поэтому зимний холодный туман не такой густой, как летний.

Куда исчезает туман?

Любой туман рассеивается после прогревания воздуха. Когда солнечные лучи согревают поверхность земли, нагревается и приземный воздух, вследствие чего мельчайшие капли воды в нем испаряются и снова превращаются в пар.

Продолжительность туманов обычно составляет от получаса до нескольких суток (особенно во время холодов или при столкновении теплых и холодных воздушных и водных потоков, например, туман над рекой).

Правда, что туман бывает сиреневым?

Правда. Причем туман может быть не только сиреневым, но и голубым и даже желтым. Цвет тумана зависит в первую очередь от размера содержащихся в нем капель воды, который влияет на преломление солнечного света.

Если диаметр капель заметно превышает 1 мкм, то они равномерно рассеивают световые волны во всем диапазоне, отчего такой туман кажется молочно-белым. А мелкие капли с диаметром менее 1 мкм больше рассеивают короткие световые волны, поэтому туман кажется сиреневым или голубым. В крупных городах туман может приобретать и желтый оттенок: это связано с присутствием в воздухе пыли, сажи и прочих химических соединений.

Туманы сопровождаются заметным ухудшением видимости, в результате чего создаются неблагоприятные условия для управления автомобильным, железнодорожным и авиационным транспортом. И чем более плотный образовался туман, тем больше опасности он несет.

Самая неприятная особенность тумана состоит в том, что он способствует обману зрения. Человеческий глаз в таких условиях может ошибочно определять скорость движения и расстояние до других объектов, из-за этого заметно повышается риск возникновения ДТП и других аварий. Труднее всего при густом тумане приходится пилотам самолетов: для безопасности пассажиров при посадке им приходится уходить на запасные аэродромы.

Чем туман опасен для здоровья человека?

Обычный туман, образующийся в чистом воздухе, совершенно безвреден для здоровья при условии, что человек одет по погоде. Дышать таким воздухом скорее непривычно, потому что влажность воздуха при тумане обычно близка к 100%.

Другое дело — образующийся в мегаполисах смог, содержащий не только капельки воды, но и частички пыли, выхлопы автомобилей, выбросы промышленных предприятий, ТЭЦ и другие загрязнения. Этим объясняется специфический запах, которым может «пахнуть» туман в городе. Он, безусловно, может нанести вред дыхательной и сердечно-сосудистой системам человеческого организма, а также негативно воздействует на всю окружающую среду — растения, животных и даже сооружения в городе.

Как вести себя в условиях тумана водителям и пешеходам?

Перед началом движения водителям нужно обозначить транспортное средство для других участников движения: включить габаритные огни, ближний свет фар, противотуманные фары и задние фонари. Не следует включать при густом тумане дальний свет фар: он никак не улучшит видимость, а только создаст перед автомобилем яркое пятно, слепящее водителя.

Плавная манера езды без резких ускорений и перестроений — залог безопасности на дороге при наличии тумана. Водителю также следует снизить привычный скоростной режим. Есть «золотое» правило — скорость движения при тумане не должна превышать половины дальности видимости дороги. Например, при видимости дороги в пределах 100 м, скорость движения должна быть не выше 50 км/ч.

Пешеходам следует более аккуратно переходить дорогу и не выскакивать перед приближающимся автомобилем. Несмотря на наличие фар, водитель может не заметить пешехода или попросту растеряться от неожиданности, что легко приведет к трагедии.

Подготовлено по материалам: Зверев А.С. Туманы и их предсказание, Л., 1954; Хргиан А.Х. Физика атмосферы, М., 1969; Тарасов Л.В. Физика в природе М:. Просвещение, 1995.

Источник

Образование тумана и его влияние на человека

Согласно словарям, туман – это скопление мельчайших капель воды в воздухе, меняющее прозрачность воздушной среды и образующаяся при температуре выше — 10 градусов Цельсия. Каковы же причины возникновения такого необычного явления природы, как туман?

Как образуются туманы?

В земной атмосфере непрерывно движутся воздушные массы разных температур. Тёплые потоки стремятся в верхние слои, а более холодные опускаются в низшие слои. При соприкосновении двух потоков с разными температурами, начинает образовываться конденсат – это мельчайшие капли воды, от чего возникает дымка или облако.

Причины возникновения тумана можно поделить на 3 блока:

Рассмотрим каждый из блоков.

В первом случае, образование тумана происходит из-за снижения температуры нижнего слоя воздуха, находящегося вблизи у земной поверхности, до температуры точки росы (при этом показателе достигается 100% относительная влажность воздуха). Туманы охлаждения чаще всего можно застать утром либо в сумерках при ясной погоде и отсутствии ветра.

Во втором случае причиной, от чего происходит туман, является испарение верхнего слоя жидкости в водоеме, имеющего более высокую температуру в окружающий более холодный воздух. Этот вид тумана может возникать над озерами и морями, особенно часто в осенний период года.

А в третьем случае туман возникает из-за большого скопления промышленных отходов в воздушном пространстве, либо при низкой температуре воздуха и наличии задерживающего воду слоя (печной дым). Такие облака (их ещё называют смогом) образуются над крупными городами и имеют темную окраску из-за содержания в них частиц пыли и других веществ.

Ещё одним человеческим фактором, создающим дымки, является печное отопление. В деревнях, обычно утром и в зимнее время года, можно разглядеть легкую завесу дыма над землей. Это вызвано задержкой процесса испарения капель воды частицами дыма.

Но, помимо разделения туманов по тому, как они образуются, существует и другая классификация.

Виды и характеристики туманов

Для начала приведем основные характеристики такого явления природы, как туман:

По плотности эти явления природы делят на:

А по синоптическим показателям туманы принято разделять на:

Почему пропадают туманы

Белая дымка может исчезнуть в течение нескольких минут, но иногда на это может уйти несколько суток. Основной причиной исчезновения туманов является уравнивание температуры между холодным и тёплым фронтом, вследствие прогревания холодного слоя солнечными лучами. Конденсат образованный у нижнего слоя воздуха испаряется и превращается в пар.

Как туман влияет на здоровье человека

Туман может быть относительно безопасным для человека, но в некоторых случаях, может принести большой вред здоровью.
В местностях, подверженных частым туманам, люди чаще страдают от депрессивных состояний, либо воспалений, вызванных излишней влажность климата. При некоторых болезнях опорно-двигательного аппарата, люди могут ощущать болезненность в суставах и костях. А при сочетании тёплой погоды и дымки, вследствие недостатка кислорода, могут испытывать дискомфорт люди с повышенным артериальным давлением и болезнями сердца.

Помимо влияния на организм и психику человека, туманы могут негативно сказаться на работе техники и состоянии строений. Также из-за облачной дымки учащаются случаи травм и дорожно-транспортных происшествий.

Городской смог в особенности опасен для живых существ, так как попадание пыли и вредных отходов производства служит причиной возникновения многих заболеваний дыхательных путей.

Но то, что туман делает с человеком несёт не только негативную окраску. Людям, страдающим от части болезней дыхательного аппарата, воздух, обильно наполненный каплями воды пойдет только на пользу. Нередки случаи, что санатории, направленные на лечение проблем с дыханием, располагаются в области с высоким содержанием влаги.

Интересные факты о туманах

В заключение стоит напомнить, что каким бы ни было красивым это явление природы, всегда необходимо помнить о возможных положительных и отрицательных последствиях тумана. Но не стоит бояться белой дымки, ведь внезапно появившись, она способна и исчезнуть через пару минут.

Источник

Явление природы

Само определение тумана встречается во многих учебниках и энциклопедиях. Значение этого слова следующее: конденсат, появляющийся из-за конфликта между холодными и теплыми массами. То есть это непрозрачный воздух, насыщенный парами воды и загрязненный дымом и пылью.

Дымка считается одной из разновидностей облаков из-за похожих физических характеристик. Но первая держится гораздо меньше по времени. А также у тумана небольшая плотность по сравнению с облаками.

Хотя природное явление кажется простым, оно зависит от нескольких факторов:

Процесс образования тумана довольно интересен. Для его появления пар должен быть перенасыщенным, то есть отличаться от того, что возникает во время закипания воды.

Туман часто пугает детей тем, что в нем ничего не видно и можно заблудиться. На самом деле очень плотная дымка встречается редко и только во влажную пасмурную погоду. Сама по себе пелена безопасна, в ней нет вредных веществ. Хотя в смоге скапливаются отходы промышленных предприятий, их слишком мало, чтобы причинить значительный вред организму человека.

Общие сведения

Появление тумана не зависит от сезона, он возникает в любое время года. Но самые плотные туманы образуются летом. В теплые месяцы капли воды притягивают пыль, поэтому после испарения над поверхностью сухой земли они становятся более тяжелыми и крупными. Радиус одной частички может достигать 15 мкм. Чем они больше, тем быстрее появляется туманное облако. При этом изменяется его цвет. У густого тумана белый оттенок, при понижении плотности он становится голубоватым.

Мелкий конденсат лучше отражает солнечные лучи, поэтому часто в тумане видны цветные полосы. А крупные капли свет рассеивают одинаково, из-за этого появляется молочно-белый оттенок. В холодных регионах осенью и зимой можно наблюдать редкое явление — ледяной туман. При этом влажность воздуха очень высокая — около 98−100%.

Иногда пелена возникает и во время мороза. Но зимний туман появляется обычно в городах — на вокзалах и станциях. Из-за сгорания топлива здесь образуется пар, который и вступает в реакции с отрицательной температурой воздуха.

В холодную погоду туман стелется и над реками. Это явление возникает также из-за перепадов температуры. В водоеме вода гораздо теплее, чем воздух над ним. Потоки встречаются, смешиваются и образуют дымку. Это самые длительные явления.

Осенью стелющийся туман можно заметить над континентами, а весной он чаще появляется над морями и океанами. Дымка по своей структуре неоднородна. Порой кажется, что нижние слои гораздо плотнее тех, которые поднялись выше над землей. На самом деле такой эффект возникает из-за размеров капель. Вверху они крупные, а внизу мелкие, поэтому образуют плотную подушку.

На планете есть места, где туманы бывают не только по утрам или во время морозной погоды. В некоторых регионах это частое явление, к которому уже привыкли все жители. Но обычно в таких районах еще и выпадает много осадков. Атлантическое побережье Канады (Ньюфаундленд) и Лондон часто оказываются скрытыми в белой дымке. В России туман часто встречается в Хабаровском и Приморском крае, на Сахалине, Камчатке и Курилах. Летом пелена приходит на сушу с моря.

Образование пелены

Разные слои воздуха отличаются температурой. Теплые потоки устремляются ввысь, холодные льнут к земле. Когда две разные массы встречаются, возникает конденсация. Маленькие капли воды застывают в воздухе, из-за чего и появляется облако.

Основная причина тумана — это повышенная влажность. Явление редко можно заметить в регионах с сухим климатом. Только при экстремально низкой температуре в засушливых местах образуется дымка. Зато туман часто возникает над водоемами и в низинах, особенно в утреннее время. Здесь воздух охлаждается гораздо быстрее земли и воды.

Ребенок может провести эксперимент в домашних условиях и попробовать создать туман в доме. Для опыта понадобится подготовить несколько предметов:

Воду нужно нагреть, но не кипятить — до 60−80 градусов. Лучше проверить ее термометром. Затем ее аккуратно заливают в стеклянную банку. Лучше налить совсем немного, покрутить емкость и добавить оставшуюся жидкость. Через минуту большую часть воды выливают в миску, оставляя в банке всего 2−3 см заполненными.

После этого на горлышко емкости помещают металлическое сито. Его решетка должна опуститься внутрь, но не касаться воды. В сито выкладывают несколько ледяных кубиков, делать это нужно очень быстро. Из-за реакции влажного горячего воздуха внутри банки и холодного льда в емкости образуется туман.

Его можно задержать, брызнув спреем для волос прямо на воздушные потоки. А также есть возможность сделать дымку цветной. Для этого достаточно добавить несколько капель красителя в горячую воду. А если залить флуоресцентные краски, то пелена будет светиться. Можно провести эксперимент в ночное время, тогда банка на несколько минут заменит светильник. Плотная пелена подержится 10−15 секунд, а по мере остывания банки она будет рассеиваться.

Для определения плотности используется выражение «водность тумана». Этот показатель характеризует общую массу капель воды в одной единице объема дымки. Обычно водность достигает 0,1 г/кубический метр, но при высокой плотности доходит до 1,5г/куб. м. Прозрачность зависит от размера водных частиц. Радиус капель обычно не превышает 15 мкм, но иногда он доходит до 60 мкм. Чем выше температура воздуха, тем крупнее капли конденсата.

Особенности видов

Существует несколько видов тумана, они отличаются физическими свойствами. По этим характеристикам можно больше узнать о природных атмосферных процессах. Выделяют несколько видов:

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.

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 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.

Влияние на человека

Туманы держатся от нескольких часов до суток. В холодную погоду или при столкновении потоков с большим перепадом температуры пелена остается над землей на 4−5 дней. Основная причина рассеивания заключается в прогревании воздуха.

Как только солнечные лучи прогреют землю, атмосфера над ней также теплеет. Капли испаряются и превращаются в пар. Дымка рассеивается слабее на большой высоте. Ведь в верхних атмосферных слоях воздух снова охлаждается. Пар опять превращается в капли, а они формируют облака.

Туманы считаются относительно безопасными природными явлениями. Но на самом деле они могут создавать некоторые проблемы человеку. Часто у тех, кто живет в туманных местностях, портится настроение и развивается депрессия. Это напрямую связано с тем, что через плотную пелену трудно пробиться солнечному свету. А от его недостатка страдает человеческий организм.

Смог мешает движению автомобилей и самолетов. Высокая влажность выводит приборы из строя. Водяные капли тумана имеют разную концентрацию, поэтому видимость ухудшается, иногда доходит до нулевой. Пилотам при взлете и посадке труднее, чем водителям автомобилей. В редких случаях вылет рейсов задерживают именно из-за пелены, застилающей аэродром.

Но можно использовать туманы и во благо. Конденсат действует исцеляюще на кожные покровы. А также он необходим для проращивания некоторых сельскохозяйственных культур. Белую пелену интересно изучать, наблюдать за ней и проводить эксперименты дома.

Источник

Туман

Туман можно сравнить с облаками. Отличие его от небесных «собратьев» лишь в том, что капельки воды скапливаются в нижней части атмосферы, не достигая ее высоких слоев. Про туман написано немало научных работ. Они раскрывают суть вопроса «почему образуется туман» и дают полное представление о его особенностях.

Что такое туман

Откуда берется загадочная «дымка» над землей и водой?

Несмотря на кажущуюся простоту явления, на его формирование влияет множество факторов. Это и разность температур между воздухом и «подстилающей» поверхностью, и насыщенность конденсатом, и движение ветра. Образование тумана — интересный процесс. Для того, чтобы он возник, пар должен быть перенасыщенным, то есть в несколько раз насыщеннее обычного.

Общие сведения

Туманы можно наблюдать в любое время года. Самыми плотными они бывают летом. Это связано со способностью воды притягивать частички пыли. Капельки, образовавшиеся в результате испарения над поверхностью земли, в результате воздействия пыльной взвеси становятся крупнее, их радиус составляет от 5 до 15 мкм. Чем больше размер водяных шариков, тем быстрее образуется облако. При большой плотности оно становится белым, при низкой — голубоватого оттенка.

Окрас туманной дымки меняется в зависимости от размеров капель и рассеивания световых волн. Чем мельче конденсат, тем лучше они отражают солнечные лучи. В итоге мы видим синеватые или голубоватые тона. Крупные же капли одинаково рассеивают свет, исходящий из лучей разной длины, делая туманную дымку молочно-белой. Ледяной туман — достаточно необычное явление, которое фиксируют в холодных регионах. Его появление — большая редкость.

Относительная влажность воздуха при этом природном явлении обычно составляет около 100 процентов.

Бывает, что туманы образуются во время морозной погоды. При этом влажность воздуха не превышает 50 процентов. Чаще всего зимний туман можно увидеть в городах — на железнодорожных станциях или автовокзалах. Причиной является пар, который появляется из-за сгорания топлива.

Часто наземные облака можно наблюдать зимой над водоемами, где образуются проруби. Почему зимой над реками и озерами стелется белая пелена? Причина кроется в перепадах температур: вода в водоеме гораздо теплее, чем воздух и лед. Встречаясь, потоки воздуха образуют конденсат, который хорошо виден над ледяной поверхностью. Такие туманы — самые длительные.

Над континентами туманы формируются преимущественно осенью, над океанами и морями — в весеннее время, когда водная гладь достаточно холодная.

Иногда возникает ощущение, что облака, расположенные снизу, плотнее тех, которые находятся на небесах. Это обманчивое впечатление. На самом деле капельки влаги у поверхности земли меньше по размерам, поэтому кажется, что они образуют плотную белую «подушку».

Существуют места, где туманы — обычное явление. Самыми туманными считаются атлантическое побережье Ньюфаундленда в Канаде и Лондон. Описанию этих фактов уделено большое внимание.

Как образуется туман

В воздухе происходит постоянное движение теплого и холодного потоков. Теплый стремится ввысь, холодный спускается вниз. При встрече двух разных по температуре воздушных масс происходит конденсация: микроскопические капли воды фиксируются в воздухе, образуя нечто вроде облака.

Чем выше уровень влажности — тем вероятнее возникновение туманов. В местах с засушливым климатом такие явления образуются очень редко, и только при экстремально низких температурах. Наиболее часто белое марево можно наблюдать над водоемами и в низинах, особенно ночью и перед рассветом. Воздух в таких местах охлаждается быстрее поверхности земли и водоемов, создавая лучшие условия для образования облачного «процесса».

Разновидности туманов

Различные свойства надземных облаков подразделяют их на несколько категорий. Виды туманов — это целый ряд характеристик, позволяющих более подробно узнать о процессах в атмосфере, которые мы можем видеть, но не всегда способны объяснить. Среди них:

Характеристики туманов

По способу формирования туманы делятся на две разновидности:

Существуют также синоптические факторы образования облачных явлений. Среди них:

Несмотря на относительную безопасность туманов, они могут создать ряд проблем. Люди, которые вынуждены жить в местности с преобладанием этого природного явления, чаще страдают от депрессий. Это связано с недостатком солнечного света, которому трудно пробиться через плотную завесу. Смог мешает автовладельцам и пилотам, выводит из строя оборудование. В то же время и влажную взвесь можно использовать во благо: насыщенный конденсатом воздух может действовать исцеляюще, а для некоторых культур в сельском хозяйстве является отличной средой для роста. Никто не в состоянии повлиять на появление или исчезновение облаков, возникающих над поверхностью земли. Но исходя из фактов, марево имеет способность рано или поздно развеиваться самостоятельно.

Источник