Почему возникает туман?

В данной статье мы с Вами узнаем – ПОЧЕМУ 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.

Туман-что это такое и почему бывает туман?

Туман-явление природы, когда в атмосфере образуется большое содержание водяного пара. В основном он возникает от соприкосновения холодного и теплого воздуха. Туманы бывают в любое время года, но чаще всего они случаются в конце лета или осенью, когда охлаждение воздуха происходит быстрее, чем остывает земля. В результате прохладный воздух опускается на землю или воду, которая еще сохраняет тепло, происходит конденсат, и множество водяных капелек висят в воздухе. Получается, будто огромное облако висит прямо над землей или водоемом. В месте, где образовался туман, влажность воздуха составляет 100%. Туманы бывают разными по своей структуре. Если температура воздуха не очень холодная, выше 10 градусов мороза, то туманное облако состоит и водяных капелек. При температуре 10-15 градусов мороза облако состоит из смеси водяных капелек с кристалликами льда. Если же температура опускается ниже 15 градусов мороза, то образуется ледяной туман, когда все облако состоит из ледяных кристалликов. В городах и населенных пунктах туманы бывают более плотными из-за того, что конденсат смешивается с выхлопными газами и пылью.

Какие бывают туманы

Туманы бывают разные. Это зависит от того, насколько хороша видимость в месте тумана.

Дымка –самый слабый вид тумана.

Поземный туман-туман, стелющийся над землей или водоемом тонким слоем. Этот туман не оказывает большого влияния на видимость.

Просвечивающий туман, видимость при котором составляет от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Через такой туман видны солнце и облака.

Сплошной туман, когда белесое облако окутывает землю, через которое невозможно рассмотреть буквально ничего на расстоянии нескольких метров, а иногда и на протяжении вытянутой руки. При таком тумане становится невозможным движение на транспорте. Если водитель попал в облако сплошного тумана, ему лучше переждать, когда туман рассеется.

Встречаются не только природные туманы, но и искусственные. Искусственные туманы возникают из -за промышленной деятельности человека. Искусственный туман состоит из пыли , дыма, выхлопных газов, химических веществ, других продуктов горения. Иначе его называют смогом. Смог –одна из важнейших проблем современных городов, так как он наносит непоправимый вред здоровью человека и загрязняет окружающую среду.

Может возникнуть сухой туман, состоящий вместо водяных капель из пыли, дыма и копоти. Это может произойти из-за горения торфяников или из-за извержения вулкана.

Также к искусственным туманам относится радиационный туман, когда воздух охлаждается из-за присутствия в нем радиации.

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.

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.

Туман появляется из-за того, что в нижних атмосферных слоях скапливаются капли или ледяные кристаллы. Структура этих частиц зависит от температуры окружающей среды. Капли держатся при отметке градусника не ниже +10, а лед появляется при -15 и меньше. Но иногда оба состояния смешиваются, получается туманный гибрид.

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:

• разность температур воздуха и земли;
• движение ветра;
• насыщенность конденсатом.

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.

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.

Как образуется радуга?139244.421

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.

Особенности видов

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

• поземный;
• просвечивающий;
• сплошной;
• ледяной.

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.

Существуют еще ледяной или морозный туман. Он появляется только зимой при низкой температуре воздуха. А образовывают его ледяные кристаллики. Они сверкают и переливаются на солнечном свете. Но увидеть такое явление можно только в тех регионах, где вода способна оставаться жидкой даже при -40 градусах.

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;
• фронтальные;
• сухие.

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.

Почему образуется туман – 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 туман, 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.

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:

• вода;
• стеклянная банка;
• кухонный термометр;
• чайник;
• металлическое сито;
• кубики льда.

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.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...