Почему образуется туман

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:

• Поземный.Конденсат образуется у поверхности земли. Белая дымка стелется по поверхности, практически не ухудшая видимость. Поземка может захватить большой участок земли или иметь вид небольших «клочков». Обычное время появления — ночные и утренние часы. При желании можно предугадать появление поземки. Достаточно понаблюдать за состояние погоды накануне. При тихом и ясном вечере и температуре, близкой к , вероятность формирования туманности приближается к 100 процентам. Образование плотной завесы будет зависеть от минимума ночной температуры: она должна быть ниже точки росы.
• Просвечивающий.Создает конденсат средней плотности. При этом закрывает обзор по горизонтали на 100-200 метров. Если поднять голову, то можно разглядеть небо во всех подробностях. Летом при ясной погоде видны облака и Солнце, ночью — звезды и луна.
• Сплошной.Плотность сильного тумана настолько велика, что предметы трудно рассмотреть на расстоянии нескольких метров или вытянутой руки.
• Ледяной или морозный.Образован из кристалликов льда, сверкающих и переливающихся в лучах Солнца. Чаще всего ледяной туман наблюдается в холодных регионах, где вода способна оставаться жидкой при сильном морозе и температурах ниже −40° C.

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.

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.

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).

Почему бывают туманы?

Стелются над землей осенние туманы. Кажется, будто низко-низко опустились облака и окутали землю белым густым покровом.

Да ведь это так и есть! Потому что и облака в небе, и туманы низко над землей — не только близкие родственники, а можно сказать, близнецы. И там и тут они состоят из крохотных капелек воды.

И в облаках на небе, и в туманах над землей эти капельки образовались из прозрачного водяного пара. Попадает этот пар в поток холодного воздуха и начинает сгущаться, превращаться в капельки воды.

Если капельки образовались высоко в небе, они стали облаками, а если низко над землей — туманом. Туманы бывают во все времена года, впрочем, вы это и сами знаете — не раз приходилось вам видеть туман и весной, и летом, и даже зимой.

Обычно туманы стелются над рекой, в низине, там, где много влаги, где в воздухе много водяных паров. Гуще всего туман бывает по утрам, когда земля сильно остыла.

Но вот взошло солнце, пригрело землю — и туман тут же рассеялся, растаял, исчез. Он снова превратился в прозрачный пар. Туман — явление природы самое обыкновенное, только неожиданным для вас может показаться, что эти крохотные капельки воды, подвешенные в воздухе, бывают очень полезны людям.

Туман применяют в сельском хозяйстве, чтобы спасти посевы, охранить их от заморозков, от вредителей.

Туманом лечат. Когда у вас бывает сильный насморк и кашель и вам трудно дышать, мама усаживает вас над кастрюлькой с горячей водой, от нее поднимается пар, а это тот же туман. Мама велит вам наклониться над паром, накрывает и вашу голову и кастрюльку полотенцем и оставляет вас в таком положении на некоторое время. Помедицински это называется ингаляцией. После ингаляции вам становится лучше, легче дышать.

С помощью туманов делают дезинфекцию в квартирах, чтобы уничтожить вредных микробов или же вредителей — жучков. В таких случаях туман насыщают особыми химическими веществами, убивающими вредоносных крохотных жителей, некстати поселившихся в ваших квартирах.

Вот, оказывается, как можно применять туманы.

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.

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».

Характеристики туманов

По способу формирования туманы делятся на две разновидности:

• Туманы охлаждения.В случае, когда воздух охлаждается ниже точки росы, происходит конденсация водяного пара.
• Туманы испарения.Обычно возникают над водоемами и увлажненными уголками суши. Испарения идут от нагревшейся поверхности в холодный воздух. Для создания такого эффекта разница между температурами воды и воздуха должна составлять не менее 10 °С. Пелена может подниматься в высоту на несколько метров.

Существуют также синоптические факторы образования облачных явлений. Среди них:

1. Внутримассовые. Являясь туманами охлаждения, они образуются в однородных воздушных массах. Они также классифицируются по типам:
   • Радиационные.Для их формирования необходимы , ясная погода без облачности и легкий бриз. Как правило, они возникают как результат радиационного охлаждения земли и необходимого количества влажного воздуха до точки росы. Часто молочная масса рассеивается при первых лучах Солнца. Но в холодный сезон, при присутствии антициклона, может продержаться несколько суток. Чтобы туман рассеялся, бывает достаточно усиления ветра до 4-5м/с. Смог в промзонах также относится к этому виду. В своем составе он имеет капли воды, смешанные с частицами пыли, вредными веществами, выделенными в результате работы промышленных предприятий, гари и выхлопных газов автомобилей.
   • Адвективные.Возникают, когда нагретый влажный воздух двигается над более прохладной частью воды или суши. Для формирования плотной массы необходимо соблюдение двух условий: погода должна быть пасмурной, при этом может идти дождь, а расположение — в теплом секторе циклона. Сгустки конденсата занимают огромные площади и могут не исчезать в дневное время. Морские туманы являются подвидом адвективных.
2. Фронтальные. Возникают на границе атмосферных фронтов. Когда атмосферное давление падает, температура воздуха немного понижается. Осадки, возникающие в зоне фронта, активно испаряются, образуя водяной пар. Иногда фронтальная завеса может сливаться с облаками, занимая достаточно большие площади.
3. Сухие. Туман на улице зачастую относится к такому понятию, как мгла. В воздухе образуется взвесь частиц в виде пыли, песка, промышленных отходов. Иногда эти частицы внедряются во влажные испарения, образуя некую смесь между сухим и влажным туманом.

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.

Что такое туман

Откуда берется загадочная «дымка» над землей и водой?

С точки зрения науки туман — это результат конденсата, образующегося из-за «конфликта» теплой и холодной масс воздуха. Во время этого явления природы в низком слое атмосферы скапливается большое число капель или ледяных кристаллов. Получается, что туман состоит из обычного конденсата. Структура частиц зависима от температуры воздуха: капли образуются, если за окном не ниже 10 °С; ледяные кристаллы формируются, когда на градуснике -15 °С и ниже. Иногда возникает «гибрид» из этих двух составляющих, образованный из жидкого и твердого состояния воды.

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.

Туманы в городе

Туман в деревне, над морем, в горах – это одно. Другое дело туман городской. О нем ничего доброго не скажешь. А в городах бывают туманы очень сильные, и состоят они, главным образом, из копоти и дыма. Потому что воздух в городе загрязнен.

Миллионы ног поднимают на улицах пыль, пылят и дымят автомашины, дым и сажа летят из заводских труб. Часть этой грязи поднимается высоко, ветер гонит ее прочь. Но когда холодно и сыро, дым и пыль, оседая, покрываются тоненькой пленочкой воды и над городом повисает плотный туман. Он ест глаза, наполняет наши легкие частичками пыли и дыма. Очень вреден для здоровья городской туман.

Знаменита своими необычайно густыми туманами столица Англии – Лондон, на реке Темзе. Климат там влажный, морской, а дыма и копоти от одних только каминов, столь любимых англичанами, хоть отбавляй. Раньше камины топились дровами и углем, а теперь их питает электричество; сажи и дыма стало меньше, и нет теперь таких сильных туманов, какие бывали в прошлом. У знаменитого английского писателя Чарльза Диккенса в одной из его повестей так описан городской лондонский туман.

«Несносная ноябрьская погода… Дым стелется, едва поднявшись из труб, он словно мелкая черная изморось, и чудится, что хлопья сажи – это крупные снежные хлопья, надевшие траур по умершему солнцу.

…Туман везде… Туман в верховьях Темзы, где он плывет над зелеными островками и лугами; туман в низовьях Темзы, где он, утратив свою чистоту, клубится между лесом мачт и прибрежными отбросами большого (и грязного) города…

…Туман ползет в камбузы угольных бригов; туман оседает на бортах барж и шлюпок… Туман проник в чубук и головку трубки, которую курит после обеда сердитый шкипер, засевший в своей тесной каюте; туман жестоко щиплет пальцы на руках и ногах его маленького юнги, дрожащего на палубе. На мостах какие-то люди, перегнувшись через перила, заглядывают в туманную преисподнюю и, сами окутанные туманом, чувствуют себя как на воздушном шаре, что висит среди туч.

На улицах свет газовых фонарей кое-где чуть маячит сквозь туман.… Почти во всех магазинах газ зажгли на два часа раньше обычного, и, кажется, он это заметил – светит тускло, словно нехотя».

Вот что такое лондонский туман. Читаешь – и, кажется, будто в горле начинает пощипывать, словно туда со страниц книги Диккенса пробрался давнишний ноябрьский туман старого Лондона.

Туман под микроскопом

При температурах, не опускающихся ниже -20°С. туман состоит в основном из мелких капелек воды, а при более низких температурах из мелких ледяных кристалликов. В обычном тумане диаметр водяных капелек в основном порядка 10 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр менее 1 мкм), то такой туман называют дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр порядка 100 мкм), то это так называемая морось. Количество капелек в 1 см³ тумана примерно от 100 до 1000.

Общая масса всех водяных капелек в единице объема тумана называется водностью тумана; эта величина измеряется в единицах плотности, чаще всего в г/м3. Водность тумана обычно не превышает 0,1 г/м3. В особо плотных туманах она может достигать 1 г/м3. Эти числа кажутся очень малыми, ведь собрав воедино все капельки из тумана, занимающего объем 10 м³ и имеющего водность 0,1 г/м³, мы получим всего полстакана воды (100 г) и едва сможем утолить жажду. Поэтому кажется удивительным, как быстро намокает вся одежда у того, кто окунулся в промозглую сырость тумана.

Однако не следует особенно удивляться. В действительности воды в тумане не так уж мало. Рассмотрим слой тумана толщиной 10 м, висящий над полем площадью 5 км². Объем такого туманного слоя равен 5х107 м³. При водности тумана 0,1 г/м3 в нем содержится 5000 л воды. Этого вполне достаточно для орошения рассматриваемого поля.

То, что туманы и росы — существенный источник влаги, необходимой растениям, хорошо известно крестьянам. Разумеется, они не производили расчетов, просто они знали это из собственного опыта. Недаром сказка «Король Туманной горы» заканчивается так: «… И не было больше удачи этим людям. Каждое лето за¬суха причиняла им большой урон, хлеба и травы погибали, потому что по ночам не опускался над ними освежающий туман. Король Туманной горы гневался на людей, которые хотели предать смерти его питомицу».

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.

Практически любые родители однажды сталкиваются с необходимостью отвечать на множество вопросов своего ребенка, раскрывая перед ним устройство окружающего нас мира. Но многие ли из нас готовы ответить, например, на такой простой вопрос – что такое туман? Прежде, чем рассказывать ребенку, взрослые должны сами хорошо разбираться в теме вопроса, только в этом случае можно стать для малыша непререкаемым авторитетом во всем.

Итак, что такое туман, почему он образуется и не вредно ли для здоровья дышать этим воздухом? На первую часть вопроса большинство взрослых людей могут ответить следующее: туман – это мелкие, практически неразличимые глазом капельки воды, конденсирующейся в холодном воздухе.

При этом прозрачность воздуха ухудшается: если граница видимости меньше одного километра, явление называется туманом. Граница видимости в пределах от одного до десяти километров называется дымкой.

Подобно тому, как над кастрюлей с горячим супом появляется пар – результат интенсивного испарения воды и конденсации ее при соприкосновении с воздухом комнатной температуры – туман появляется тогда, когда теплые слои воздуха резко остывают с образованием мельчайших капелек влаги.

Если воздух остывает до температуры ниже нуля, капельки влаги тут же замерзают, образуя столь же мелкие кристаллики льда.

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.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

https://youtube.com/watch?v=xK8L9xtgitU