Как образуется туман кратко

Обновлено: 07.07.2024

Когда облака образуются не высоко в небе, а прямо у поверхности земли, их называют туманом . Получается, что все предметы: здания, деревья, люди оказываются внутри облачного слоя.

Особенности тумана

Туман состоит из капелек воды. Они очень маленькие и лёгкие, поэтому не падают на землю, а "висят" в воздухе. Туман может существенно снижать видимость, что делает его довольно опасным природным явлением. Туманные условия особенно опасны на автомобильных дорогах, в авиации. Уже не говоря о том, что в тумане легко заблудиться.

Кстати, метеорологи называют туманом только те условия, при которых видимость падает ниже 1 км. Если видимость в тумане превышает 1 км (но всё ещё меньше 10 км), то такой туман метеорологи называют дымкой .

Как туман образуется

В воздухе всегда есть водяной пар. Его может быть очень мало (например, в пустыне) или очень много (например, над озёрами и морями). Но важно, что в воздух может вместиться строго определённое количество водяного пара. Измерять это количество очень удобно в процентах, а называется такая величина относительной влажностью воздуха .

Например, относительная влажность 100% означает, что в воздухе содержится максимально возможное количество водяного пара, а влажность 50% — что воздух сейчас содержит половину водяного пара от возможного.

При этом чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара в него может вместиться. То есть в холодный воздух может поместиться меньше водяного пара, чем в тёплый. Получается, если начать охлаждать воздух, то его относительная влажность начнёт расти, хотя количество водяного пара в нём не менялось. Так относительная влажность может вырасти даже до 100% — в воздухе будет содержаться максимально возможное количество водяного пара.

Но если и дальше охлаждать воздух, то в нём появится "лишний" водяной пар, то есть тот, который в воздух уже не помещается. Но вмещать его воздух в себя больше и не будет — этот пар из газа превратится в жидкость: воду, которая будет в виде маленьких капелек висеть в воздухе.

Именно так и образуется туман. Если сильно охладить воздух прямо у земли, влажность в нём превысит 100%, и образуются те самые маленькие капельки, которые мы видим как белую пелену тумана.

Почему охлаждается воздух

Охлаждение воздуха, приводящее к образованию тумана, может происходить по разным причинам. Две основные — адвективная и радиационная . Сейчас расскажем о каждой подробнее.

"Адвекция" — это перемещение. Если тёплый воздух перемещается куда-то, где холодно, то при контакте с холодной подстилающей поверхностью он охлаждается, и может образоваться туман. Летом такие туманы часто наблюдаются над океанами. Океаны летом обычно холоднее суши, и если ветер дует с материка в море, то он как раз приносит тёплый воздух на холодную поверхность. Зимой всё наоборот, и адвективные туманы можно чаще встретить над сушей.

Радиационные туманы образуются ночью в спокойную безоблачную погоду. Когда Солнце заходит за горизонт, Земля перестаёт нагреваться и начинает быстро терять тепло. От охлаждающейся поверхности охлаждается и воздух в приземном слое. Отражать часть уходящего в космос тепла обратно на Землю способны облака. Они могут не дать планете остыть за ночь слишком сильно. Но если небо ясное, температура у поверхности земли может опуститься настолько, что появится туман. Чаще всего такой тип тумана можно встретить после заката на полях и в долинах. Утром с появлением солнца он быстро рассеивается.

Отдельно стоит сказать про "туманы испарения" , образование которых не связано с охлаждением воздуха. Если какая-то поверхность сильно нагрета, вода с неё активно испаряется. Когда воздух вокруг холодный (либо в нём уже содержится много водяного пара), часть испаряющейся воды будет сразу конденсироваться, превращаясь в капельки.

Самая простая аналогия здесь — кипящий чайник. "Пар", идущий от чайника, — это на самом деле туман. Но если прямо над источником влаги пар конденсируется, то на небольшом расстоянии от него, где воздух суше, он вновь испаряется. Мы видим это над чайником, то же происходит и с туманами, протяжённость которых в высоту может не превышать нескольких метров.

В природе туманы испарения могут встречаться в холодную погоду над тёплыми водоёмами или прохладным вечером после тёплого летнего дождя.

Кстати, все виды туманов внешне очень похожи. К тому же очень часто туман образуется не по какой-то одной из причин, а по совокупности разных факторов. Так что определить точную причину образования тумана на глаз почти невозможно.

Как предсказать туман

Определить возможность образования тумана можно по Аэрологической диаграмме , которая доступна в приложении Windy.app на Android в меню спота. Кривая стратификации (красная) и кривая точки росы (зелёная) должны выходить из одной точки и полностью совпадать до высоты нескольких десятков метров. Это означает, что влажность в приземном слое близка к 100% и с высокой вероятностью можно ожидать туман.

Ещё важно, чтобы в воздухе над туманом была устойчивая стратификация атмосферы, т. е. кривая состояния (голубая) была левее кривой стратификации. Необязательно, чтобы так было во всей атмосфере, достаточно лишь тонкого слоя непосредственно над туманом. Если стратификация будет неустойчивой, то воздух у земли начнёт подниматься вверх, и образующийся туман будет быстро рассеиваться.

Туман – водяной конденсат, который делает воздух непрозрачным – обычное природное явление. Статья рассказывает о его образовании и разновидностях, влиянии человеческой деятельности на возникновение тумана.

Что такое туман?

Продолжительность тумана и его состав могут быть разными.

При температуре выше -10°С туман состоит из капель воды разного размера, при похолодании ниже -15°С в воздухе ледяные кристаллы, при промежуточных температурах капли воды и кристаллы льда находятся в смеси.

Продолжительность тумана колеблется от 1 часа и меньше до нескольких суток.

Чемпион по числу туманных дней в году – остров Ньюфаундленд (Канада), более 120 дней; российский лидер – город Южно-Курильск (остров Кунашир), 118 дней.

Образование тумана

Посмотрим, как образуется туман. Необходимым условием образования тумана является высокий уровень относительной влажности воздуха – выше 85%, приближаясь к 100%.

Даже при незначительном понижении температуры из насыщенного влагой воздуха выделяется (конденсируется) вода в виде капель или кристаллов льда.

Где образуется туман?

Стелющийся туман образуется в холодной массе воздуха над теплой поверхностью, например, над озером или лугом ранним утром. Толщина туманного слоя не превышает 1,5-2 м. Внутри туманного скопления видимость может сократиться до 50 м и меньше.

Рис. 1. Стелющийся туман.

Сплошной туман охватывает всю видимую массу воздуха, часто возникает вблизи атмосферного фронта. Обычно бывает осенью при вторжении теплого влажного воздуха в район, где ранее наблюдались первые морозы. В отсутствии ветра может продолжаться несколько дней, нарушая движение автотранспорта и расписание авиарейсов.

Рис. 2. Туман в Санкт-Петербурге, ноябрь 2019 года.

Городской туман

В городских условиях при высоком уровне загрязнения воздуха туман образуется при низкой относительной влажности (50% и меньше). Туман является следствием конденсации пара, попадающего в воздух из труб ТЭЦ, предприятий, выхлопных газов автомобилей. Часть воды выделяется на частицы пыли и копоти.

Такой туман называется смогом, который в безветренную погоду может продолжаться несколько недель.

Рис. 3. Смог.

Что мы узнали?

Мы узнали, что такое туман, какие виды тумана бывают. В статье рассказано кратко о причинах возникновения тумана. Мы узнали, что смог – это разновидность тумана, возникающая из-за сильного загрязнения городского воздуха.

Что такое туман, почему он образуется и не вредно ли для здоровья дышать таким воздухом?

Жители Ташкента и ряда регионов Узбекистана в последние дни регулярно наблюдают туман, который особенно заметен в ночное время и по утрам. Это природное явление вызывает не только заметное ухудшение видимости, но и массу необоснованных сомнений и страхов.

Что такое туман?

Откуда в воздухе берется вода?

В воздухе всегда содержатся невидимые человеческому глазу водяные пары, и даже под раскаленным солнцем пустыни Сахара относительная влажность воздуха составляет не менее 20−30%. В городах вода круглый год испаряется в воздух с поверхности каналов и водоемов, ее выделяют растения, а также водяной пар при сгорании топлива образуют автомобили, домашние печи и промышленные предприятия.

Почему образуется туман?

Туман обычно возникает при испарении воды с теплой поверхности в холодный воздух, или при охлаждении насыщенных влагой теплых воздушных потоков. Например, туман можно часто наблюдать вечером или с утра из-за сильного ночного охлаждения слоя воздуха у земли. Охлажденный воздух оказывается пересыщенным влагой, отчего водяной пар превращается в мелкие капельки воды. Также туман возникает, когда теплый влажный воздух натекает на холодную поверхность.

Почему эти капли не видны глазу?

Все просто — они микроскопические: как правило, размер капелек воды в тумане составляет от 1 до 60 мкм. Для сравнения: толщина человеческого волоса — 80−120 мкм (0,08−0,12 мм). Обычно в теплое время года размер капель в тумане колеблется от 5 до 15 мкм, а во время морозов — от 2 до 5 мкм, поэтому зимний холодный туман не такой густой, как летний.

Куда исчезает туман?

Любой туман рассеивается после прогревания воздуха. Когда солнечные лучи согревают поверхность земли, нагревается и приземный воздух, вследствие чего мельчайшие капли воды в нем испаряются и снова превращаются в пар.

Продолжительность туманов обычно составляет от получаса до нескольких суток (особенно во время холодов или при столкновении теплых и холодных воздушных и водных потоков, например, туман над рекой).

Правда, что туман бывает сиреневым?

Правда. Причем туман может быть не только сиреневым, но и голубым и даже желтым. Цвет тумана зависит в первую очередь от размера содержащихся в нем капель воды, который влияет на преломление солнечного света.

Если диаметр капель заметно превышает 1 мкм, то они равномерно рассеивают световые волны во всем диапазоне, отчего такой туман кажется молочно-белым. А мелкие капли с диаметром менее 1 мкм больше рассеивают короткие световые волны, поэтому туман кажется сиреневым или голубым. В крупных городах туман может приобретать и желтый оттенок: это связано с присутствием в воздухе пыли, сажи и прочих химических соединений.

Чем опасны туманы?

Туманы сопровождаются заметным ухудшением видимости, в результате чего создаются неблагоприятные условия для управления автомобильным, железнодорожным и авиационным транспортом. И чем более плотный образовался туман, тем больше опасности он несет.

Самая неприятная особенность тумана состоит в том, что он способствует обману зрения. Человеческий глаз в таких условиях может ошибочно определять скорость движения и расстояние до других объектов, из-за этого заметно повышается риск возникновения ДТП и других аварий. Труднее всего при густом тумане приходится пилотам самолетов: для безопасности пассажиров при посадке им приходится уходить на запасные аэродромы.

Чем туман опасен для здоровья человека?

Обычный туман, образующийся в чистом воздухе, совершенно безвреден для здоровья при условии, что человек одет по погоде. Дышать таким воздухом скорее непривычно, потому что влажность воздуха при тумане обычно близка к 100%.

Как вести себя в условиях тумана водителям и пешеходам?

Перед началом движения водителям нужно обозначить транспортное средство для других участников движения: включить габаритные огни, ближний свет фар, противотуманные фары и задние фонари. Не следует включать при густом тумане дальний свет фар: он никак не улучшит видимость, а только создаст перед автомобилем яркое пятно, слепящее водителя.

Пешеходам следует более аккуратно переходить дорогу и не выскакивать перед приближающимся автомобилем. Несмотря на наличие фар, водитель может не заметить пешехода или попросту растеряться от неожиданности, что легко приведет к трагедии.

Подготовлено по материалам: Зверев А.С. Туманы и их предсказание, Л., 1954; Хргиан А.Х. Физика атмосферы, М., 1969; Тарасов Л.В. Физика в природе М:. Просвещение, 1995.

Очутившись посреди белого сплошного облака, настолько плотного, что на расстоянии вытянутой руки практически ничего невозможно различить, нередко задаёшь себе вопрос: почему образовался такой густой туман, почему он белого цвета и начинаешь раздумывать о том, как долго это явление обычно длится, а также почему любой туман рассеивается.

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.

Откуда берутся облака? 14854 4.25 5

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%:

если видимость не превышает 50 метров, наблюдается густой туман, а количество капель – 1200 на один кубический сантиметр;
если пространство просматривается на расстоянии от 50 до 500 метров – умеренный (водяных капель в этом случае от 100 до 600);
если видимость составляет километр – слабый (капель – от 50 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.

Своим происхождением наземные облака далеко не всегда обязаны лишь природе: большое число туманов возникает в городах, а потому состоят они не только из капель и пыли, но также дыма, копоти, которые выбрасываются фабричными или печными трубами, или возникают после или во время пожаров , когда горит лес, торф или степь. По происхождению метеорологи делят туманы на сухие (в их образовании как раз и виноваты дым, копоть и т. п.) и влажные (задействованы лишь вода и пыль), при этом нередко вторая форма перетекает в первую.

Как образовывается роса? 14854 3.71 2

В свою очередь, влажные туманы, на образование которых непосредственно повлияла природа – это вечерний, ночной или утренний туман (именно этот период является оптимальным для возникновения стелющихся по земле облаков), метеорологи также делят на группы:

Поземный. Вечерний или утренний туман, который низко стелется над земной поверхностью или водоёмом (например, туман над рекой). Пелена может быть сплошная, а может идти отдельными клочьями, а видимость не будет превышать километра.
Просвечивающийся. Несмотря на то, что вдоль поверхности видимость невысока и в некоторых случаях не превышает нескольких метров, на небосводе вполне можно различить облака. К этому виду относят ночной, вечерний, и утренний туман.
Сплошной. Видимость густого тумана очень ограничена и часто не превышает пятидесяти метров. Небо почти не просматривается, поэтому облака различить почти невозможно. В основном это вечерний, ночной и утренний туман, а во время холодов при повышении температурных показателей холодный туман можно увидеть и днём.

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.

Читайте также: