Летний туман у реки необыкновенно прекрасен. Только в такие моменты понимаешь, как же хорошо жить! А уж далекие берега, закрытые туманной дымкой, навевают лирические воспоминания и мечты.
Впрочем, даже у самого отпетого эстета далеко не всегда найдется ответ на вопрос о том, что такое туман и каков механизм его образования. Если вы тоже не знаете этого, приглашаем прочесть нашу статью.
Начать следует с того, что это природное явление образуется в том случае, если разогретый за день воздух соприкасается с холодной поверхностью воды или почвы.
Так что такое туман? Это - конденсат в форме мельчайших капелек (аэрозоля), которые, собравшись в одном месте, снижают видимость иногда до ноля.
Отметим, что образование туманов невозможно без твердых или жидких частиц, называемых ядрами конденсации. Именно на них начинает осаждаться вода, образуя капли. Само собой разумеется, что классические туманы из воды образуются только тогда, когда температура окружающего воздуха не ниже -20 градусов по Цельсию. В противном случае образуется их ледяная форма.
Кстати, а что такое туман изо льда? Фактически их образование начинается с конденсации той же самой воды на частичках в воздухе, но из-за низкой температуры эти капельки мгновенно переходят в твердую фракцию. Учитывая, что коэффициент светопреломления у льда выше, видимость в этом случае падает еще сильнее.
Это вам подтвердят все водители, которые хоть раз работали в условиях Крайнего Севера. В таких условиях крайне тяжело вести машину, так как даже почти ничем не помогают. Да и стекло обледеневает за пару минут, так что увидеть дорогу просто нереально.
Чаще всего туман (природа которого нами рассмотрена) образуется в осеннее время, так как воздух в этот период охлаждается медленнее водной или земной поверхности. В месте возникновения этого явления природы влажность атмосферного воздуха стремится к 100%.
Как мы уже говорили, структура тумана может быть самой разной. Образование может быть представлено только капельками воды, водой и льдом, а также исключительно ледяным кристаллами.
Как видите, туман - явление природы многостороннее, а потому неудивительно, что различают несколько его видов:
На берегах канадского Ньюфаундленда с этим явлением природы знакомы все местные жители. Дело в том, что в этих краях Гольфстрим соединяется с Лабрадорским течением, из-за чего возникает сильная разница температур. Полгода здесь все окутано сумрачной дымкой, а потому летчики и мореходы очень не любят эту местность.
Но есть на нашей планете места, в которых туманов никогда не видели. К примеру, это индийский город Бомбей. Ну, а чилийская не видела в последние несколько сотен (а то и тысяч) лет даже дождей, так что этому природному явлению там точно неоткуда взяться.
Вот вы и узнали, что такое туман и откуда он берется.
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.
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.
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.
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:
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.
Туман. Дымка
Туман и дымка представляют собой результат конденсации водяного пара (т.е. переход водяного пара, содержащегося в воздухе, в жидкое состояние) в непосредственной близости к земной поверхности. Туманом называют совокупность взвешенных в воздухе капель воды или кристаллов льда, ухудшающих метеорологическую дальность видимости до значения менее 1 км. При видимости от 1 до 10 км эта совокупность носит название дымки .
При положительных температурах туман состоит из капелек воды радиусом 2… 5 мкм, а при отрицательных – из переохлажденных капелек воды, ледяных кристаллов или замерзших капелек. Капельки воды, образующие дымку, имеют радиус менее 1 мкм. При укрупнении капель дымка может перейти в туман, а при испарении туман может превратиться в дымку.
Видимость в тумане зависит от размеров образующих его капель или кристаллов и от водности тумана. Водностью тумана называется количество жидкой или твердой воды, содержащейся в 1м³. Наблюдения показывают, что водность тумана составляет 0,02-1,0 г/м³. На водность тумана оказывает влияние температура – при положительных температурах она значительно больше, чем при отрицательных.
Число капель в единице объема в слабом тумане составляет 1-10 шт/см³, в сильном – 400… 600 шт/см³.
Туманы обычно образуются в тех случаях, когда парциальное давление водяного пара в слое атмосферы, прилегающем к земной поверхности, превышает давление насыщенного пара, а относительная влажность воздуха составляет 100% или несколько меньше.
По физическим условиям образования туманы можно разделить на три группы:
1. туманы охлаждения;
2. туманы, не связанные с охлаждением;
3. туманы, вызванные деятельностью человека.
Туманы охлаждения образуются в результате понижения температуры воздуха, прилегающего к земной поверхности, ниже точки росы (точка росы – температура при которой относительная влажность достигает 100%). Туманы охлаждения в свою очередь делятся на радиационные и адвективные.
Радиационные туманы образуются в результате радиационного охлаждения почвы, от которой затем охлаждается прилегающий к ней воздух. Образованию таких туманов благоприятствуют следующие условия: достаточная относительная влажность; ясная или малооблачная погода и слабый ветер.
Адвективные туманы образуются при движении теплого воздуха над холодной деятельной поверхностью. Возможны следующие причины их возникновения:
1. Перемещение тропического воздуха в более высокие широты;
2. Перемещение теплого континентального воздуха на более холодную поверхность моря, такие туманы наблюдаются над морями летом. При изменении направления ветра они могут переместиться на побережье;
3. Перемещение теплого морского воздуха на более холодную поверхность континента. Эти туманы называются приморскими;
4. Перемещение воздуха с теплой поверхности на холодную. Такие туманы образуются в местах встречи холодных и теплых морских течений. Они называются морскими;
К морским относятся и туманы, образующиеся над льдами Арктического бассейна. Такие туманы образуются в любое время суток и могут существовать при значительных скоростях ветра.
К туманам, не связанным с охлаждением , относятся туманы испарения и туманы смещения.
Туманы испарения наблюдаются в тех случаях, когда температура поверхности воды выше температуры прилегающего воздуха. Их образование обусловлено охлаждением и конденсацией пара, поступающей с водной поверхности в воздух. Такие туманы часто образуются в осеннее время над реками и озерами. В холодное время они возникают над незамерзающими заливами морей, а также над полыньями среди льдов.
Туманы смещения образуются при перемешивании двух масс воздуха, имеющих различную температуру и содержащих водяной пар, близкий к состоянию насыщения. Чаще всего такие туманы образуются на берегах морей и озер при большом контрасте температуры воздуха над сушей и над водной поверхностью.
К туманам, вызванным деятельностью человека, относятся городские и морозные (печные) туманы, а также специально создаваемые искусственные туманы, например, для борьбы с заморозками.
Городские туманы образуются в крупных городах, где в воздух выбрасываются в большом количестве отходы промышленного производства, они же являются ядрами конденсации, и в этом случае конденсация (образование тумана) начинается уже при относительной влажности от 75%. Городские туманы иногда имеют темную окраску, обусловленную наличием в каплях частичек дыма, сажи и других примесей.
Морозные (печные) туманы образуются зимой при низкой температуре воздуха и при наличии приземной инверсии (задерживающего слоя, который препятствует переносу тепла, водяного пара и различных примесей. Температура в этом слое повышается с высотой). Они обычно возникают утром над небольшими населенными пунктами, когда в воздух начинает поступать большое количество ядер конденсации вместе с дымом от топки печей, с чем и связано название туманов.
В Магадане, в основном, наблюдаются адвективные туманы.
Ниже приведем среднее число дней с туманом, наибольшее число дней и среднюю продолжительность тумана в часах по данным станции Магадан.
VIII |
|||||||||||
Среднее число дней с туманом |
|||||||||||
0.03 |
0.03 |
0.05 |
|||||||||
Наибольшее число дней с туманом |
|||||||||||
Средняя продолжительность туманов (ч) |
|||||||||||
0.03 |
0.03 |
1. Туманы, их классификация и происхождение. 2. Осадки, их классификация. 3. Наземные гидрометеоры. 1. Туманы, их классификация и происхождение.Туман – 1) скопление продуктов конденсации и сублимации воды у земной поверхности и связанное с ним сильное помутнение воздуха; 2) вид атмосферных осадков (наряду с дождем, снегопадом, росой и пр., одна из стадий круговорота воды в природе (Метеорологический словарь, 1974). Туман может состоять из капель воды, кристаллов льда или быть смешанным (зависит от температуры воздуха). О тумане говорят в том случае, когда горизонтальная видимость (по достижении туманом наибольшей плотности) составляет менее 1 км (рисунок 41). В противном случае говорят о дымке. При сильном тумане дальность видимости не более 50 м, при умеренном от 50 до 500 м, при слабом от 500 до 1000 м. Дымка называется умеренной (если дальность видимости 1–2 км) и слабой (2–10 км). Рисунок 41 – Туман (http://www.photoline.ru/category/z?now=240 ) Водность тумана зависит от их вида и колеблется в пределах 0,02–1,5 г/м 3 . Число капель составляет 50–100 /см 3 в слабых туманах и 500–600 на см 3 в густых (плотных) туманах. Средний размер капелек тумана 5 мкм, при продолжительных температурах 5–15 мкм, при отрицательных – 2,5 мкм. При слиянии капелек они могут выпадать в виде мороси (моросящий туман). Туманы делятся на внутримассовые и фронтальные. Первые возникают внутри воздушных масс не зависимо от фронтов. Внутримассовые: а) туманы охлаждения: адвективные, радиационные (поземные, высокие), адвективно-радиационные; б) туманы испарения; 2. Фронтальные и предфронтальные. Внутримассовые туманы по причине приближения воздуха к состоянию насыщения делятся на туманы охлаждения и туманы испарения. Туманы охлаждения являются преобладающими и могут возникать при разных условиях: При перемещении теплого воздуха на более холодную подстилающую поверхность. Так возникают адвективные туманы. Они наблюдаются при перемещении воздушных масс из низких широт в высокие, с теплого моря на холодную сушу зимой и с теплой суши на холодное море летом, а также с теплой морской поверхности на холодные. На суше чаще всего наблюдаются осенью и зимой, на море – весной и летом. При радиационном охлаждении подстилающей поверхности возникают радиационные туманы. Они бывают двух типов: поземные и высокие. Поземные возникают только над сушей в ясные тихие ночи. Они связаны с радиационным выхолаживанием почвы, их распределение носит локальный характер. После восхода солнца исчезают. Высокие радиационные туманы могут наблюдаться на суше и на море в устойчивых антициклонах в холодное время года. Образуются в результате длительного выхолаживания воздуха. Могут сохранятся неделями над большими районами Туманы испарения возникают чаще всего в холодном воздухе над более теплой открытой водой. Появляются вечером или ночью. Могут возникать над увлажненной почвой. Туман испарения обычно клубится и быстро рассеивается. Фронтальные туманы возникают в местах соприкосновения двух воздушных масс с различными свойствами. Такие фронты встречаются достаточно часто, но не всегда они сопровождаются образованием тумана. Фронтальный туман возможен при испарении теплого дождя, проходящего через слои холодного воздуха. В суточном ходе туманы на равнине имеют максимум интенсивности и повторяемости утром. В горах туманы распределяются в течение суток более-менее равномерно или имеют слабый максимум в послеполуденные часы. Географическое распространение повторяемости туманов представлено на карте. В РБ годовой ход числа дней с туманами следующий: максимум в ноябре-декабре, минимум – летом. Продолжительность туманов колеблется от 140 (Верхнедвинск) до 850 (Новогрудок) часов в год. На возвышенностях число дней с туманами и их продолжительность менее чем в низинах. В Беларуси среднее число дней с туманами колеблется от 35 до 100, возрастая от низин к возвышенностям. Максимум отмечен в 1964 г. – 140 дней при норме 100 в Новогрудке. Статьи по теме:
Жемчуг (камень) — свойства, знак зодиака, значение Какому знаку подходит жемчуг?
"красный герцог", влюбленый в прекрасное
Как сдать вступительные экзамены в вуз
Правило тициуса-боде и поиски пятой планеты Формула боде
Карьера генерала Капустина «накрылась» из-за подозрений в коррупции
Новое:
Популярное:
| |||||||||
