Як утворюється туман?

Опинившись посеред білого суцільного хмари, настільки щільного, що на відстані витягнутої руки практично нічого неможливо розрізнити, нерідко ставиш собі питання: чому утворився такий густий туман, чому він білого кольору і починаєш роздумувати про те, як довго це явище зазвичай триває, а також чому будь-який туман розсіюється.

Хмари на Землі

Тумани формуються під час скупчення в повітрі в нижніх шарах атмосфери крапель або крижаних кристалів, через що уздовж земної поверхні утворюється нагадує хмари пелена, що обмежує видимість настільки, що далі одного кілометра простір не проглядається, а в деяких випадках предмети стають трудноразлічимимі вже на відстані декількох метрів.

Якщо температура навколишнього середовища перевищує -10 ° С, пелена пара складається лише з крапель. Якщо температурні показники коливаються від -10 до -15 ° С - з крапельок води і крижаних кристалів, а коли на вулиці -15 ° С - туман складається з дрібних крижаних кристалів, переливаються при світлі нічних ліхтарів.

Чому утворюється цей феномен, відповісти нескладно: своєю появою він зобов`язаний або випаровуванню води з теплою поверхні в холодне повітря, або охолодженню насичених вологою теплих повітряних потоків. Наприклад, за виникненням наземних хмар можна нерідко спостерігати ввечері або рано-після зниження температури грунту і рослинності (трави), нижні шари атмосфери настільки сильно охолоджуються, що починають виділяти зайву вологу у вигляді водяних крапель.

Ще одним прикладом, на цей раз - зимовим, є туман над річкою, озером або іншим водоймищем, на льоду якого утворилася ополонку: в морози над нею завжди стоїть пелена, що стелеться 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 решти і туман над річкою в районі ополонці стоїть майже завжди).

Після того як тепле повітря змішується з холодними повітряними потоками, він починає охолоджуватися, виділяючи пар і утворюючи біля самої поверхні Землі хмара. Тому туман над рікою і іншими водоймами зазвичай стійкий і тривалий: тут постійно змішуються холодні і теплі повітряні потоки і течії. 

Яскравим прикладом цього явища вважається розташований в Атлантичному океані канадський острів Ньюфаундленд. Через те, що тут стикаються один з одним дві течії - тепле Гольфстріму і холодна Лабрадорська, місцеві жителі змушені проводити серед марева близько ста двадцяти туманних днів в році.

Формування наземних хмар

Коли насичений водяними парами повітря охолоджується або змішується з більш холодними повітряними потоками, в атмосфері починають виділятися краплі. Після цього при наявності над земною поверхнею найдрібніших частинок пилу, вони починають до них прилипати, нашаровуючись один на одного і формуючи краплі більших розмірів (чим більше в повітрі пилу, тим швидше утворюється хмара, тому великі міста практично завжди оповиті 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 зимовий холодний туман не такий густий, як літній. Як тільки краплі досягають необхідних обсягів, предмети виявляються розпливчатими і трудноразлічимимі: повітря при сильному тумані набуває білуватий відтінок і синюватий - при слабкому.

Відповідь на питання, чому це явище буває різних забарвлень, простий: дрібніші краплі краще розсіюють короткі сині промені, тоді як в густих наземних хмарах краплі більших розмірів і світлові хвилі розсіюють всі промені однаково незалежно від їх довжини.

Водність таких хмар зазвичай не перевищує 0,5 г / м3, але іноді густий туман може містити до 1,5 г / м3 (цієї води досить, 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 не перевищує 50 метрів, спостерігається густий туман, а кількість крапель - 1200 на один кубічний сантиметр;
• якщо простір проглядається на відстані від 50 до 500 метрів - помірний (водяних крапель в цьому випадку від 100 до 600);
• якщо видимість становить кілометр - слабкий (крапель - від 50 до 100).

Нерідкі тумани і під час морозів, при цьому явище можна побачити навіть тоді, коли вологість не перевищує п`ятдесяти відсотків. Зазвичай їх можна спостерігати в містах, особливо на залізничних та автобусних вокзалах, де пелена утворюється за рахунок пари, яка з`являється під час згорання палива і викидається в повітря через димоходи й вихлопні труби.

види

Своїм походженням наземні хмари далеко не завжди зобов`язані лише природі: велике число 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 або степ. За походженням метеорологи ділять тумани на сухі (в їх утворенні якраз і винні дим, кіптява і т. П.) І вологі (задіяні лише вода і пил), при цьому нерідко друга форма перетікає в першу.

У свою чергу, вологі тумани, на утворення яких безпосередньо вплинула природа - це вечірній, нічний або ранковий туман (саме цей період є оптимальним для виникнення сланких по землі хмар), метеорологи також ділять на групи:

1. Підземний. Вечірній або ранковий туман, який низько стелиться над земною поверхнею або водоймою (наприклад, туман над річкою). Пелена може бути суцільна, а може йти окремими жмутами, а видимість не перевищуватиме кілометра.
2. Серпанковий. Незважаючи на те, що вздовж поверхні видимість невисока і в деяких випадках не перевищує декількох метрів, на небосхилі цілком можна розрізнити хмари. До цього виду відносять нічний, вечірній, і ранковий туман.
3. Суцільний. Видимість густого туману дуже обмежена і часто не перевищує п`ятдесяти метрів. Небо майже не проглядається, тому хмари розрізнити майже неможливо. В основному це вечірній, нічний і 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 складати від півгодини до декількох діб (особливо під час холодів або при зіткненні теплих і холодних повітряних і 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 і повітря, внаслідок чого краплі випаровуються і перетворюються на пару.

Чим вище над земною поверхнею, тим туман розсіюється слабкіше, так як в верхніх шарах атмосфери температура повітря знову починає знижуватися, пар перетворюється в водяні краплі і формує хмари.