при каких условиях появляется 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.

Облака на Земле

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.

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%:

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.

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:

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.

Источник

IT News

Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm

Как образуется туман

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.

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.

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.

Виды тумана

Метеорологи различают несколько разновидностей тумана, в зависимости от способа образования и географических условий местности. Они подразделяются на два основных вида: туманы испарения и охлаждения.

Туманы охлаждения бывают следующими:

Радиационные туманы ничего общего с радиоактивностью не имеют. Они образуются летом в вечернее и ночное время, преимущественно над озерами, реками либо низменными местностями. Вследствие солнечной радиации вода в водоемах нагревается в течение дня. Ночью нижние слои воздуха остывают быстрее воды, которая, испаряясь и вновь конденсируясь в холодном воздухе, образует слои тумана.

Адвективные туманы наиболее часты в приморских местностях. Они образуются вследствие проникновения теплой воздушной массы с морских просторов на более холодную прибрежную линию суши. Ширина прибрежной линии, где наблюдается активное образование тумана, может достигать нескольких сотен километров.

Склоновые туманы образуются на склонах гор вследствие подъема теплой воздушной массы с поверхности земли и ее адиабатического охлаждения.

Разновидности туманов испарения:

Морские туманы чаще всего образуются в холодное время года вследствие испарения воды из незамерзающих участков моря. Поступая в слои морозного воздуха, пар конденсируется с образованием тумана.

Осенние туманы образуются благодаря испарению воды с поверхности реки либо озера, при соприкосновении этих испарений с холодным воздухом суши, так как вода сохраняет тепло дольше, чем суша.

Туманы смешения – как видно из названия, причиной их образования является смешение воздушных потоков, имеющих разную влажность и температуру. Наиболее часто туманы смешения встречаются в районах, в которых встречаются теплые и холодные морские течения.

Существует еще одна разновидность – городские туманы, причиной возникновения которых может быть любая из перечисленных выше причин, усиленная большим количеством содержащихся в городском воздухе твердых микрочастиц пыли, продуктов горения и других промышленных выбросов.

Эти частицы служат ядрами конденсации влаги, благодаря чему туман в больших городах не только образуется чаще, чем в загородных местностях, но и имеет ряд негативных качеств. Такой туман в Британии называют смогом.

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.

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.

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.

Как туман влияет на здоровье человека?

Обычный туман, образующийся в чистом воздухе, совершенно безвреден для здоровья при условии, что человек одет соответственно погоде.

Другое дело – смог, содержащий не только капельки воды, но и выхлоп автомобилей, выбросы промышленных предприятий, ТЭЦ и другие загрязнения.

Он, безусловно, наносит вред дыхательной и сердечно-сосудистой системам человеческого организма, а также негативно воздействует на всю окружающую среду – растения, животных и даже здания и сооружения в городе.

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.

Источник

Почему возникает туман?

Туман – это мельчайшие капельки воды или кристаллы льда, которые скапливаются в виде облака над поверхностью земли и уменьшают видимость. Это распространенное атмосферное явление, которое встречается практически во всех частях света и в любое время года.

Туман также считается одной из разновидностей облаков, поскольку имеет с ними сходные характеристики. На образование тумана влияет совокупность различных факторов, таких как водные объекты, ветер, рельеф, температура и влажность воздуха.

Образование тумана

Туман образуется, когда разница между температурой воздуха и точкой росы составляет менее 2,5° C, то есть температура, ниже которой капли воды начинают конденсироваться и образовывать росу. Когда водяной пар конденсируется, он превращается в крошечные капельки воды, парящие в воздухе. Водяной пар скапливается в атмосфере по разным причинам, включая испарение воды, транспирацию из листьев растений и движение воздушных масс над теплыми водоемами.

Когда и где появляется туман?

Туман обычно образуется при высокой влажности воздуха. Однако он не будет образовываться при относительной влажности 100%, когда воздух не способен удерживать какую-либо дополнительную влагу. Если воздух достигает относительной влажности 100%, то крошечные капли воды начинают объединяться, образуя более крупные. В таких случаях возникают дождь или морось.

Туман различается по толщине и плотности от высоты границы инверсии, которая является точкой, где температура воздуха начинает снижаться.

Виды туманов

Различные виды тумана классифицируются в зависимости от факторов образования и разделяются на туманы охлаждения и испарения. В свою очередь туманы охлаждения включают:

К остальным видам тумана относятся паровой, ледяной, морской, фронтальный, сухой и др.

Влияние тумана

Поскольку туман образовывается в воздухе, он сильно ухудшает видимость и может повлиять на определенные виды деятельности человека, особенно транспорт. Капли в тумане различаются по концентрации, что может привести к частичной или нулевой видимости.

Авиационная отрасль особенно подвержена воздействию тумана, так как ограниченная видимость может сделать полет небезопасным, особенно при взлете и посадке. Из-за сильного тумана самолеты остаются в аэропортах, что неудобно не только для путешественников, но и препятствует своевременной перевозке грузов.

Ежегодно происходят многочисленные автомобильные аварии, которые являются результатом небезопасных дорожных условий, вызванных туманом.

Источник