Туман

Туманом называется помутнение приземного слоя воздуха из-за наличия в нем взвешенных капель воды, ледяных кристаллов или их смеси, при котором горизонтальная дальность видимости становится менее 1 км хотя бы в одном направлении. Аналогичное явление при горизонтальной видимости 1 км и более называют дымкой.

По агрегатному состоянию воды все туманы могут быть классифицированы как капельные, ледяные и смешанные. Большинство туманов являются мелкокапельными даже при отрицательных температурах. В смешанных туманах, переохлажденные капли отмечаются при температурах до –40 °C. Наибольшую повторяемость в туманах имеют капли радиусом 5–15 мкм.

По синоптическому положению, при котором возникают туманы, они делятся на фронтальные, образование которых связано с термодинамическими процессами в области фронтальных разделов, и внутримассовые.

В зависимости от вертикальной протяженности туманы подразделяются на поземные (с верхней границей до 2 м), низкие (с верхней границей от 2 до 10 м) и высокие (с верхней границей, превышающей 100 м)

По степени ухудшения горизонтальной видимости туманы принято делить на слабые (видимость 500–1000), умеренные (видимость 200–500 м), сильные (видимость 50–100 м) и очень сильные (видимость менее 50 м).

Любой туман, как правило, возникает под действием нескольких факторов. На этом основании построена генетическая классификация туманов. Понижение температуры воздуха является одной из основных причин конденсации водяного пара как вблизи земной поверхности, так и в свободной атмосфере. Вследствие понижения температуры образуются наиболее интенсивные туманы. В зависимости от вида процесса, приводящего к охлаждению, различают: радиационные и адвективные туманы и орографические туманы. Радиационные туманы образуются в результате охлаждения земной поверхности и прилегающего слоя воздуха под влиянием излучения и турбулентного перемешивания. Обычно считают, что при образовании радиационных туманов доля водяного пара при охлаждении воздуха до точки росы остается практически постоянной. Понижение температуры ниже точки росы сопровождается конденсацией водяного пара, которая приводит к уменьшению доли и давления водяного пара. Для образования тумана необходимо, чтобы сконденсировалось определенное количество водяного пара. Благоприятными условиями для образования радиационных туманов являются:

Адвективные туманы образуются в теплой воздушной массе, перемещающейся на более холодную подстилающую поверхность, в результате неадиабатического охлаждения воздуха при соприкосновении с ней. В воздушной массе, сместившейся на холодную поверхность, устанавливается инверсионное распределение температуры. Конденсация водяного пара начинается от земной поверхности и распространяется до верхней границы инверсии. Образованию адвективных туманов благоприятствуют следующие условия:

В тех случаях, когда понижение температуры воздуха при его перемещении на относительно холодную подстилающую поверхность в дальнейшем усиливается его охлаждением от радиационно выхолаживающейся подстилающей поверхности, могут возникать туманы, которые принято называть адвективно–радиационными.

Понижение температуры воздуха при его адиабатическом расширении может сопровождаться образованием тумана практически только при натекании воздуха на склоны возвышенностей, обеспечивающем значительное перемещение воздуха по вертикали, а следовательно, ощутимое его охлаждение. Поэтому возникающие при этом туманы называют орографическими. Охлаждение воздуха при его адиабатическом расширении без подъема в вертикальном направлении, т. е. значительном падении давления у поверхности земли, что может наблюдаться, например, при резком углублении ложбины, как правило, только способствует образованию тумана при наличии более существенных причин для его возникновения.

Туманы испарения возникают только тогда, когда температура испаряющей поверхности выше температуры приземного слоя воздуха. Поэтому они образуются или над водной поверхностью – надводные туманы, или при испарении капель дождя, выпадающего из теплой надфронтальной воздушной массы, в холодном подфронтальном воздухе – фронтальные туманы.

Образование туманов возможно при смещении двух воздушных масс с разной температурой и влажностью. Эти туманы называют туманами смещения. Они возникают вблизи границ раздела между теплыми и холодными морскими течениями, вблизи морских побережий. Такие туманы можно называть пограничными. Кроме того, туманы могут образовываться при поступлении водяного пара в атмосферу в результате хозяйственной деятельности человека. Водяной пар в этом случае играет роль второй теплой и влажной воздушной массы в процессе смещения. Такие туманы могут быть названы антропогенными.

Водность туманов изменяется в достаточно широких приделах: от тысячных долей до 1.5–2 г/м3. Водность тумана возрастает с увеличением его интенсивности. Максимальные значения водности тумана одной и той же интенсивности при переходе от положительных температур к отрицательным уменьшаются. С ростом температуры может увеличиваться лишь водность туманов охлаждения (радиационных и адвективных). Водность туманов испарения, образующихся под влиянием притока водяного пара, наоборот, при повышении температуры воздуха уменьшается. Сведения о распределении водности туманов с высотой весьма малочисленны. Из наблюдений, водность туманов и дальность видимости в них существенно изменяются с высотой лишь вблизи земной поверхности и верхней границы туманов. В большей части туманы по вертикали достаточно однородны. По данным измерений, средние значения водности адвективных туманов на высотах 2 и 20 м равны соответственно 0.21 и 0.18 г/м3. При этом примерно в половине случаев значения водности на этих высотах практически были равны между собой, в остальных случаях водность как увеличивалась, так и уменьшалась с высотой. Водность радиационных туманов наибольшая вблизи земной поверхности, с увеличением высоты она медленно уменьшается. Однако распределение водности радиационных туманов зависит от стадии развития. В только что образовавшемся тумане максимум наблюдается вблизи земной поверхности. В средней стадии развития максимум водности смешается на середину слоя. В последней стадии распределение в радиационном тумане такое же, как и в адвективном.

На главную