Чому сильний туман? Чому виникає туман? Як з'являється туман
Опинившись серед білої суцільної хмари, настільки щільної, що на відстані витягнутої руки практично нічого неможливо розрізнити, нерідко ставиш собі питання: чому утворився такий густий туман, чому він білого кольоруі починаєш думати про те, як довго це явище зазвичай триває, а також чому будь-який туман розсіюється.
Тумани формуються під час скупчення в повітрі в нижніх шарах атмосфери крапель або крижаних кристаликів, через що вздовж земної поверхніутворюється хмари пелена, що нагадує, що обмежує видимість настільки, що далі одного кілометра простір не проглядається, а в деяких випадках предмети стають важкорозрізняються вже на відстані декількох метрів.
Якщо температура навколишнього середовища перевищує -10 ° С, пара складається тільки з крапель. Якщо температурні показники коливаються від -10 до -15°С – з крапельок води та крижаних кристаликів, а коли на вулиці –15°С – туман складається з дрібних крижаних кристалів, що переливаються при світлі нічних ліхтарів.
Чому утворюється цей феномен, відповісти нескладно: своєю появою він зобов'язаний або випаровування води з теплої поверхні холодне повітря, або охолодження насичених вологою теплих повітряних потоків. Наприклад, за виникненням наземних хмар можна нерідко спостерігати ввечері або вранці після зниження температури ґрунту та рослинності (трави), нижні шари атмосфери настільки сильно охолоджуються, що починають виділяти зайву вологу у вигляді водяних крапель.
Ще одним прикладом, цього разу – зимовим, є туман над річкою, озером або іншою водоймою, на льоду якого утворилася ополонка: у морози над нею завжди стоїть пелена, що стелиться над водною поверхнею. Відбувається це тому, що температура води під час морозів тепліше навколишнього її льоду і повітря, що стикається з ним (через це повітря над водою завжди тепліше за інше і туман над річкою в районі ополонки стоїть майже завжди).
Після того як тепле повітря змішується з холодними повітряними потоками, воно починає охолоджуватися, виділяючи пару і утворюючи біля поверхні Землі хмару. Тому туман над річкою та іншими водоймами зазвичай стійкий і тривалий: тут постійно поєднуються холодні та теплі повітряні потоки та течії.
Яскравим прикладом цього явища вважається розташований в Атлантичному океані канадський острів Ньюфаундленд. Через те, що тут стикаються одна з одною дві течії – тепла Гольфстріма та холодна Лабрадорська, місцеві жителі змушені проводити серед марева близько ста двадцяти туманних днів на рік.
Формування наземних хмар
Коли насичене водяною парою повітря охолоджується або змішується з більш холодними повітряними потоками, в атмосфері починають виділятися краплі. Після цього за наявності над земною поверхнею найдрібніших частинок пилу, вони починають до них прилипати, нашаровуючись один на одного і формуючи краплі більших розмірів (що більше в повітрі пилу, тим швидше утворюється хмара, тому великі міста практично завжди огорнуті слабкою майже непомітною пеленою) .
У теплу пору року розмір такої краплі коливається від 5 до 15 мкм, під час морозів – від 2 до 5 мкм, тому холодний зимовий туман не такий густий, як літній. Як тільки краплі досягають необхідних об'ємів, предмети виявляються розпливчастими і важкорозрізняються: повітря при сильному тумані набуває білуватий відтінок і синюватий - при слабкому.
Відповідь на питання, чому це явище буває різних забарвлень, проста: дрібніші краплі краще розсіюють короткі сині промені, тоді як у густих наземних хмарах краплі більших розмірів і світлові хвилі розсіюють всі промені однаково незалежно від їхньої довжини.
Водність таких хмар зазвичай не перевищує 0,5 г/м3, але іноді густий туман може містити до 1,5 г/м3 (цієї води достатньо, щоб рослини отримали необхідну вологу, особливо це важливо для рослинності посушливих районів планети). Наскільки непроникною виявиться пелена, багато в чому залежить від вологості повітря, яка під час виникнення наземних хмар зазвичай становить від 85 до 100%:
- якщо видимість вбирається у 50 метрів, спостерігається густий туман, а кількість крапель – 1200 однією кубічний сантиметр;
- якщо простір проглядається з відривом від 50 до 500 метрів – помірний (водяних крапель у разі від 100 до 600);
- якщо видимість становить кілометр – слабкий (крапель – від 50 до 100).
Непоодинокі тумани і під час морозів, при цьому явище можна побачити навіть тоді, коли вологість не перевищує п'ятдесяти відсотків. Зазвичай їх можна спостерігати у містах, особливо на залізничних та автобусних вокзалах, де пелена утворюється за рахунок пари, яка з'являється під час згоряння палива та викидається у повітря через димарі та вихлопні труби.
Види
Своїм походженням наземні хмари далеко не завжди завдячують лише природі: велика кількість туманів виникає в містах, а тому складаються вони не тільки з крапель і пилу, але також диму, кіптяви, які викидаються фабричними або пічними трубами, або виникають після або під час пожеж, коли горить ліс, торф чи степ. За походженням метеорологи ділять тумани на сухі (в їх освіті якраз і винні дим, кіптява тощо) і вологі (задіяні лише вода та пил), при цьому нерідко друга форма перетікає в першу.
У свою чергу, вологі тумани, на освіту яких безпосередньо вплинула природа – це вечірній, нічний або ранковий туман (саме цей період є оптимальним для виникнення хмар, що стелиться по землі), метеорологи також ділять на групи:
- Поземний. Вечірній або ранковий туман, що низько стелиться над земною поверхнею або водоймою (наприклад, туман над річкою). Пелена може бути суцільна, а може йти окремими клаптями, а видимість не перевищуватиме кілометра.
- Просвічується. Незважаючи на те, що вздовж поверхні видимість невисока і в деяких випадках не перевищує кількох метрів, на небосхилі цілком можна розрізнити хмари. До цього виду відносять нічний, вечірній та ранковий туман.
- Суцільний. Видимість густого туману дуже обмежена і не перевищує п'ятдесяти метрів. Небо майже не видно, тому хмари розрізнити майже неможливо. Здебільшого це вечірній, нічний та ранковий туман, а під час холодів при підвищенні температурних показників холодний туман можна побачити і вдень.
Чому зникають тумани
Тривалість цього явища різна і може становити від півгодини до кількох діб (особливо під час холодів або при зіткненні теплих та холодних повітряних та водних потоків, наприклад, туман над річкою). Основною причиною того, чому будь-який туман розсіюється, є прогрівання повітря.Оскільки пелена утворюється біля поверхні, після того, як сонячні промені її прогрівають, нагрівається повітря, внаслідок чого краплі випаровуються і перетворюються на пару.
Чим вище над земною поверхнею, тим туман розсіюється слабше, оскільки у верхніх шарах атмосфери температура повітря знову починає знижуватися, пара перетворюється на водяні краплі та формує хмари.
Туман є скупченням зважених у приземному шарі повітря крапель води або кристаликів льоду, що погіршують горизонтальну видимість до 1000 м і менше. По суті – це хмара, що лежить на поверхні землі чи води.
Виходячи з основних фізичних причин, що викликають утворення туманів, їх можна розділити на два основні класи: тумани охолодження та тумани випаровування. Перший із цих класів абсолютно переважає.
Тумани охолодження утворюються за рахунок конденсації або водяної пари при охолодженні повітря від земної чи водної поверхні. Поділяються на два види: радіаційні та адвективні.
Радіаційні тумани з'являються в умовах застою повітря за рахунок його нічного вихолоджування від остигаючої підстилаючої поверхні. Спостерігаються у ясні тихі ночі та вранці до сходу сонця. Як тільки сонячне проміння починає пригрівати, ці тумани швидко зникають.
Адвективні тумани пов'язані з охолодженням теплого повітря при переміщенні його на холодну поверхню (з цим процесом пов'язане утворення низьких шаруватих хмар, які можуть перетворюватися в туман при зниженні). Це найпотужніші та найтриваліші тумани. Спостерігаються у час діб і можуть переноситися великі відстані.
Тумани випаровування (паріння) утворюються внаслідок випаровування водяної пари з більш теплою, ніж повітря підстилаючої поверхні. Найбільш інтенсивними такі тумани бувають взимку над незамерзаючими затоками та ополонками; над річками та озерами вони частіше з'являються восени, а на суші – після сильних дощів увечері та вночі у літні – осінній період.
Найбільш загальною особливістюРозподіл туманів по земній поверхні є збільшення їх повторюваності до високих широт. Залежно та умовами освіти тумани біля Росії мають різну безперервну тривалість. У континентальних районах переважають короткочасні тумани, що продовжуються не більше 2-4 годин, а на узбережжях північних моріввони можуть не припинятися кілька діб.
На Європейській частині Росії найбільше днів із туманами відзначається узбережжя морів, у високогірних районах, на схилах височин, звернених до вологоносних потоків. Особливо слід виділити (), де повторюваність туманів надзвичайно висока протягом усього року. В окремих місцях середня річна кількість днів із туманом може досягати 230–280, а їхня тривалість за рік – 2050 годин. Один туман триває загалом 9 годин.
У разі мусонної циркуляції Далекому Сході велика кількістьтуманів відзначається у теплий період року. На , й у окремі роки кількість днів із туманами може перевищувати 160–180 протягом року при тривалості 1000–1400 годин.
Річний хід залежить від географічних умов: над континентами тумани утворюються найчастіше восени, над морями та океанами – навесні, коли водна поверхня найхолодніша.
Тумани з видимістю 500–200 метрів уже серйозно ускладнюють рух транспорту. Тумани з видимістю менше 50 м і тривалістю 12 годин і більше відносяться до особливо небезпечним явищампогоди і можуть повністю паралізувати роботу аеро- та морських портів, наземного транспорту. Середня безперервна тривалість туману з видимістю 500 м і менше зазвичай становить 2-4 години, але в окремих випадках можуть стійко зберігатися більше доби.
У великих індустріальних центрах, за рахунок великої кількості активних ядер конденсації, що викидаються промисловими підприємствами, тумани можуть утворюватися навіть у ненасиченому повітрі та спостерігаються в 1,5–2 рази частіше, ніж у околицях. У Якутську, наприклад, тривалість туманів у центрі міста 1300 годин, а на околицях (близько аеропорту) – 475 годин.
У великих містах Північного Заходу кількість днів з видимістю менше 500 м може коливатися від 6 до 65. Найбільш тривалі тумани з такою видимістю тут спостерігаються восени. Безперервна тривалість їх у середньому становить 3 години. Максимальна тривалість туманів протягом року в окремих містах наближається до 200–300 годин.
У містах Західного Сибіру тумани з видимістю менше 500 м відзначаються в 50-70% випадків від загальної кількості, а в Предбайкаллі і близько 10%.
Для великих населених пунктів Республіки Саха (Якутія) характерні морозні тумани, що утворюються при температурі -42 ° С і нижче, видимість у яких вдень знижується до 40-50 метрів. Найбільш небезпечні тумани формуються у грудні – січні.
У прибережних містах Далекого Сходу, Примор'я, півострова Камчатки, острови Сахалін найінтенсивніші літні тумани.
Практично будь-які батьки одного разу стикаються з необхідністю відповідати на безліч питань своєї дитини, розкриваючи перед нею пристрій навколишнього світу.
Але чи багато хто з нас готовий відповісти, наприклад, на таке просте запитання – що таке туман? Перш ніж розповідати дитині, дорослі повинні самі добре розумітися на темі питання, тільки в цьому випадку можна стати для малюка незаперечним авторитетом у всьому.
Отже, що таке туман, чому він утворюється і чи не шкідливо для здоров'я дихати цим повітрям? На першу частину питання більшість дорослих людей можуть відповісти наступне: туман – це дрібні, майже невиразні оком крапельки води, що конденсується в холодному повітрі.
При цьому прозорість повітря погіршується: якщо межа видимості менша за один кілометр, явище називається туманом. Кордон видимості в межах від одного до десяти кілометрів називається серпанком.
Подібно до того, як над каструлею з гарячим супом з'являється пара – результат інтенсивного випаровування води та конденсації її при зіткненні з повітрям кімнатної температури – туман з'являється тоді, коли теплі шари повітря різко остигають з утворенням дрібних крапельок вологи.
Якщо повітря остигає до температури нижче нуля, крапельки вологи відразу замерзають, утворюючи так само дрібні кристалики льоду.
Види туману
Метеорологи розрізняють кілька різновидів туману, залежно від способу освіти та географічних умов місцевості. Вони поділяються на два основні види: тумани випаровування та охолодження.
Тумани охолодження бувають такими:
Радіаційні туманинічого спільного з радіоактивністю немає. Вони утворюються влітку у вечірній і нічний час, переважно над озерами, річками чи низовинами. Внаслідок сонячної радіації вода у водоймах нагрівається протягом дня. Вночі нижні шари повітря остигають швидше за воду, яка, випаровуючись і знову конденсуючись у холодному повітрі, утворює шари туману. 
Адвективні туманинайчастіші у приморських місцевостях. Вони утворюються внаслідок проникнення теплої повітряної маси з морських просторів більш холодну прибережну лінію суші. Ширина прибережної лінії, де спостерігається активне утворення туману, може досягати кількох сотень кілометрів.
Схилові туманиутворюються на схилах гір внаслідок підйому теплої повітряної маси з поверхні землі та її адіабатичного охолодження.
Різновиди туманів випаровування:
Морські туманинайчастіше утворюються в холодну пору року внаслідок випаровування води із незамерзаючих ділянок моря. Вступаючи в шари морозного повітря, пара конденсується з утворенням туману.
Осінні туманиутворюються завдяки випаровуванню води з поверхні річки чи озера, при зіткненні цих випарів з холодним повітрям суші, оскільки вода зберігає тепло довше, ніж суша.
Тумани змішування- Як видно з назви, причиною їх утворення є змішання повітряних потоків, що мають різну вологість та температуру. Найчастіше тумани змішування зустрічаються у районах, де зустрічаються теплі і холодні морські течії.
Існує ще один різновид – міські тумани, причиною виникнення яких може бути будь-яка з перерахованих вище причин, посилена великою кількістютвердих мікрочастинок пилу, продуктів горіння та інших промислових викидів, що містяться в міському повітрі.
Ці частки служать ядрами конденсації вологи, завдяки чому туман у великих містах не тільки утворюється частіше, ніж у заміських місцевостях, а й має низку негативних якостей. Такий туман у Британії називають смогом.
Який туман впливає на здоров'я людини?
Звичайний туман, що утворюється в чистому повітрі, абсолютно нешкідливий для здоров'я за умови, що людина одягнена відповідно до погоди.
Інша річ – зміг, що містить не лише крапельки води, а й вихлоп автомобілів, викиди промислових підприємств, ТЕЦ та інші забруднення. 
Він, безумовно, завдає шкоди дихальній та серцево-судинної системи людського організму, а також негативно впливає на всю навколишнє середовище– рослини, тварин і навіть будівлі та споруди у місті.
Туман по суті – це хмара, що існує низько над поверхнею. Він з'являється, коли неминучий контакт теплого, вологого повітря з холоднішим.
Рівень концентрації водяної пари в повітрі визначається температурою: чим холодніше повітря, тим менше пара може містити. Якщо пара перевищує кількість, можливу за даної температури (точка, звана рівнем насиченої пари), вона конденсується в туман.
Якщо температура досить низька, туман може утворюватись навіть у відносно сухому повітрі. Найбільш ймовірно присутність туману в повітрі, що містить велику кількість пилу або інших частинок, до яких можуть прикріплюватися краплі водяні. У полярних регіонах, де значення температури може опускатися нижче -15 ° С, іноді спостерігається замерзлий туман, що складається з кристалів льоду.
Конденсація – всюди
Той самий процес конденсації, який створює туман, супроводжує деякі звичайні в повсякденному життіявища. Наприклад, холодне повітря за вікном охолоджує тепле повітря у приміщенні (1, зверху). Коли внутрішнє повітря остигає, водяна пара конденсується, утворюючи частинки води, через які вікно пітніє. Коли з рота видихається тепле вологе повітря (2), воно швидко охолоджується, а водяна пара конденсується, через що повітря, що видихається, нагадує туман. Холодний сік у склянці (3) випромінює холод навколо себе, через що водяна пара в повітрі конденсується і на склянці утворюються краплі. Водяна пара, що виривається з чайника (4), охолоджується повітрям і конденсується в туманоподібну хмару.
Як утворюється променистий туман
Вночі, коли ґрунт починає звільняти поглинене вдень тепло, температура повітря над ним починає падати. Коли він достатньо охолоджений, водяна пара конденсується в променистий туман. Цей різновид туману часто з'являється в низинних місцях у ясні та порівняно завітряні ночі. (На малюнку зверху статті)
Утворення адвективного туману
Адвективний туман, типовий у місцях, близьких до океанів, з'являється у випадках, коли маса вологого та теплого повітря раптово виявляється над холодною поверхнею. Нижній шар повітря охолоджується, зумовлюючи конденсацію та утворення частинок туману.
Як утворюється туман, що стелиться
Коли тепле і вологе повітря піднімається схилом гори, воно розширюється і остигає, внаслідок чого водяна пара в повітрі конденсується в туман. З таким туманом, який може нагадувати нерівні клаптики, часто стикаються альпіністи. Якщо повітряні струми продовжують підніматися, то зрештою туман, що стелиться, перетворюється на хмари.
Як утворюється паровий туман
Іноді холодне повітря циркулює над місцями, що зберігають тепло вночі – наприклад, над річками чи ставками. У холодному повітрі конденсується пара від теплої води, утворюючи паровий туман. Чим більше амплітуда температур між водою та повітрям, тим густішим буде туман.
Туман - це хмара біля землі. Немає різниці між туманом і хмарою в небі. Коли хмара знаходиться біля поверхні землі чи моря, ми називаємо її «туман».
Зазвичай туман утворюється ночами і рано-вранці в низинах і над водоймами. Він пов'язаний із холодним потоком повітря, що опускається на теплі поверхні суші або води.
Тумани частіше бувають восени, коли повітря охолоджується швидше ніж земля або вода. У тиху погоду з настанням темряви у низьких місцях над землею утворюються тонкі шари туману. У міру того як земля вночі остигає, стають холоднішими і нижніми шари повітря. При зіткненні такого холодного повітря з теплим і утворюється туман.
Як правило, міські тумани густіше за сільські. Міське повітря повне пилу та сажі, які, з'єднуючись з частинками води, утворюють щільне покривало.
Найтуманнішим районом Землі є атлантичне узбережжя Ньюфаундленду (Канада), де тумани утворюються під час проходження вологого теплого повітря над холодними водами, що рухаються на південь від Полярного кола. Холод води конденсує вологу повітря на маленькі крапельки води. Ці краплі недостатні за розміром для утворення дощу. Вони перебувають у повітрі у вигляді туману.
А тумани в районі Сан-Франциско утворюються зовсім інакше. Тут прохолодний ранковий бриз дме у бік теплих піщаних дюн, і якщо напередодні дощ промочив пісок, утворюється щільний шар туману з вологи, що випаровується.
Часто туман здається щільнішим, ніж хмари. Це тому, що крапельки туману менші за розміром.
Безліч дрібних крапельок поглинає більше світла, ніж великі краплі (але меншої кількості), які утворюють хмару. Ось нам і здається, що тумани густіші за хмари.
Схожі статті
Туман утворюєтьсяв результаті зіткнення потоків повітря з різною температурою. Він створюється, коли нагріте повітря виявляється над холодною водою або зустрічається з масою більш вологого та холодного повітря.
Завантаження...
