Как образуется туман над водой

Почему образуется туман

Главная » Природа » Почему образуется туман и как он исчезает | «Зачем и почему»

Приветствуем Вас, дорогие читатели, на нашем сайте!

Здесь вы сможете узнать множество интересных и зажигательных историй, множество фактов и объяснений в мире. На нашем сайте вы найдете много полезной и интересной информации из различных областей науки, спорта, природы, животных и многое многое другое.
Читайте и делитесь с друзьями!

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.

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.

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.

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.

Видео

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.

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.

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.

Относительная влажность воздуха при этом природном явлении обычно составляет около 100 процентов.

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».

Существуют места, где туманы — обычное явление. Самыми туманными считаются атлантическое побережье Ньюфаундленда в Канаде и Лондон. Описанию этих фактов уделено большое внимание.

Как образуется туман

В воздухе происходит постоянное движение теплого и холодного потоков. Теплый стремится ввысь, холодный спускается вниз. При встрече двух разных по температуре воздушных масс происходит конденсация: микроскопические капли воды фиксируются в воздухе, образуя нечто вроде облака.

Чем выше уровень влажности — тем вероятнее возникновение туманов. В местах с засушливым климатом такие явления образуются очень редко, и только при экстремально низких температурах. Наиболее часто белое марево можно наблюдать над водоемами и в низинах, особенно ночью и перед рассветом. Воздух в таких местах охлаждается быстрее поверхности земли и водоемов, создавая лучшие условия для образования облачного «процесса».

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 точке росы, 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.

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 антициклоны, 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.

Источник