Туман это газ или вода

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

Туман

Туман — атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10° это мельчайшие капельки воды, при −10…-15° — смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15° — кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей).

Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100 % (по крайней мере, превышает 85-90 %). Однако в сильные морозы (-30° и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50 %) — за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т. п.) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы.

Непрерывная продолжительность туманов составляет обычно от нескольких часов (а иногда полчаса-час) до нескольких суток, особенно в холодный период года.

На метеостанциях отмечают следующие виды тумана:

• Поземный туман — туман, низко стелющийся 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 (обычно составляет, как при дымке, от 1 до 9 км, а иногда 10 км и более). Наблюдается, как правило, в вечерние, ночные и утренние часы. Отдельно отмечается поземный ледяной туман — наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10…-15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.

• 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. Отдельно отмечается просвечивающий ледяной туман — наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10…-15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.

• 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. Отдельно отмечается ледяной туман — наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10…-15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.

Самое большое количество туманных дней на уровне моря — в среднем более 120 в году — наблюдается на канадском острове Ньюфаундленд в Атлантическом океане.

Среднегодовое число дней с туманом в некоторых городах России:

Архангельск	31	Астрахань	36	Владивосток	116	Воронеж	32	Екатеринбург	12
Мурманск	24	Нарьян-Мар	40	Омск	27	Оренбург	22	Петропавловск-Камчатский	94
Сыктывкар	21	Томск	19	Хабаровск	16	Ханты-Мансийск	15	Южно-Курильск	118
Иркутск	52	Казань	16	Москва	9	Санкт-Петербург	13
Ростов-на-Дону	36	Самара	41

Пирс в тумане. Остров Ванкувер, город Сидней

Горная дорога в тумане (шоссе D81 на Корсике)

Туманы препятствуют нормальной работе всех видов транспорта (особенно авиации), поэтому прогноз туманов имеет большое народно-хозяйственное значение.

Искусственное создание туманов используется при научных исследованиях, в химической промышленности, теплотехнике и других областях.

Классификация

Морской туман в проливе Эресунн

Просёлочная дорога в тумане (Подмосковье, Наро-Фоминск)

Туман в Сан-франциско (Золотые ворота)

Туман на Волге около Нижнего Новгорода

По способу возникновения туманы делятся на два вида:

• Туманы охлаждения — образуются из-за конденсации водяного пара при охлаждении воздуха ниже точки росы.
• Туманы испарения — являются испарениями с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух над водоёмами и влажными участками суши.

Кроме того туманы различаются по синоптическим условиям образования:

• Внутримассовые — формирующиеся в однородных воздушных массах.
• Фронтальные — образующиеся на границах атмосферных фронтов.

Дымка — очень слабый туман. При дымке дальность видимости составляет несколько километров. В практике метеорологического прогнозирования считается: дымка — видимость более/равна 1000 м, но менее 10 км, а туман — видимость менее 1000 м. Сильным туман считается при видимости менее или равной 500 м.

Внутримассовые туманы

Внутримассовые туманы преобладают в природе, как правило они являются туманами охлаждения. Их также принято разделять на несколько типов:

• Радиационные туманы — туманы, которые появляются в результате радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы. Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при безоблачной погоде и лёгком бризе. Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии, препятствующей подъёму воздушной массы. 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. В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана — смог.

• Адвективные туманы — образуются вследствие охлаждения тёплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Их интенсивность зависит от разности температур между воздухом и подстилающей поверхностью и от влагосодержания воздуха. Эти туманы могут развиваться как над морем, так и над сушей и охватывать огромные пространства, в отдельных случаях до 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.

Морской туман — адвективный туман, возникший над морем в ходе переноса холодного воздуха на тёплую воду. Этот туман является туманом испарения. Туманы такого типа часты, например, в Арктике, когда воздух попадает с ледового покрова на открытую поверхность моря.

Фронтальные туманы

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 туманов перед фронтами играет наблюдающееся здесь падение атмосферного давления, которое создаёт небольшое пдиабатическое понижение температуры воздуха.

Сухие туманы

К туманам в разговорной речи и в художественной литературе порой относят так называемые сухие туманы (помоха, мгла) — значительное ухудшение видимости за счёт дыма лесных, торфяных или степных пожаров, либо за счёт лёссовой пыли или части песка, поднимаемых и переносимых ветром иногда на значительные расстояния, а также за счёт выбросов промышленных предприятий.

Не редка и переходная ступень между сухими и влажными туманами — такие туманы состоят из водяных частиц вместе с достаточно большими массами пыли, дыма и копоти. Это — так называемые грязные, городские туманы, являющиеся следствием присутствия в воздухе больших городов массы твердых частиц, выбрасываемых при топке дымовыми, а еще в большей степени — фабричными трубами.

Характеристики туманов

Вид на Брагино (Ярославль)

Туман в Изборской Долине (Псковская область)

Показатель водность тумана используется для характеристики туманов, он обозначает общую массу водяных капелек в единице объёма тумана. Водность туманов обычно не превышает 0,05—0,1 г/м³, но в отдельных плотных туманах может достигать 1—1,5 г/м³.

Кроме водности на прозрачность тумана влияет размер частиц его образующих. Радиус капель тумана обычно колеблется от 1 до 60 мкм. Большинство же капель имеет радиус 5—15 мкм при положительной температуре воздуха и 2—5 мкм при отрицательной температуре.

Источник