Туман — види, причини та умови утворення

Можна порівняти туман з хмарами. Але головна відмінність полягає в тому, що краплі води в першому випадку не досягають верхніх шарів атмосфери, вони залишаються внизу.

З загадковим серпанком, який стелиться по землі, пов’язано безліч містичних історій і легенд. А насправді це звичайне природне явище, але іноді воно несе небезпеку для водіїв і моряків.

Явище природи

Саме визначення туману зустрічається в багатьох підручниках і енциклопедіях. Значення цього слова наступне: конденсат, що з’являється через конфлікт між холодними і теплими масами. Тобто це непрозоре повітря, насичене парами води і забруднене димом і пилом.

Туман з’являється через те, що в нижніх атмосферних шарах накопичуються краплі або крижані кристали. Структура цих частинок залежить від температури навколишнього середовища. Краплі тримаються при позначці градусника не нижче +10, А лід з’являється при -15 і менше. Але іноді обидва стани змішуються, виходить Туманний гібрид.

Туман вважається однією з різновидів хмар через схожих фізичних характеристик. Але перша тримається набагато менше за часом. А також у туману невелика щільність в порівнянні з хмарами.

Хоча природне явище здається простим, воно залежить від декількох факторів:

  • різниця температур повітря і землі;
  • рух вітру;
  • насиченість конденсатом.

Процес утворення туману досить цікавий. Для його появи пар повинен бути перенасиченим, тобто відрізнятися від того, що виникає під час закипання води.

Туман часто лякає дітей тим, що в ньому нічого не видно і можна заблукати. Насправді дуже щільний туман зустрічається рідко і тільки у вологу похмуру погоду. Сама по собі пелена безпечна, в ній немає шкідливих речовин. Хоча в смозі накопичуються відходи промислових підприємств, їх занадто мало, щоб завдати значної шкоди організму людини.

Загальні відомості про туман

Поява туману не залежить від сезону, він виникає в будь-який час року. Але найщільніші тумани утворюються влітку. У теплі місяці краплі води притягують пил, тому після випаровування над поверхнею сухої землі вони стають більш важкими і великими. Радіус однієї частинки може досягати 15 мкм. Чим вони більші, тим швидше з’являється туманна хмара. При цьому змінюється його колір. У густого туману білий відтінок, при зниженні щільності він стає блакитним.

Дрібний конденсат краще відбиває сонячні промені, тому часто в тумані видно кольорові смуги. А великі краплі світло розсіюють однаково, через це з’являється молочно-білий відтінок. У холодних регіонах восени та взимку можна спостерігати рідкісне явище — крижаний туман. При цьому вологість повітря дуже висока – близько 98-100%.

Іноді пелена виникає і під час морозу. Але зимовий туман з’являється зазвичай в містах – на вокзалах і станціях. Через згоряння палива тут утворюється пара, який і вступає в реакції з негативною температурою повітря.

У холодну погоду туман стелиться і над річками. Це явище виникає також через перепади температури. У водоймі вода набагато тепліше, ніж повітря над ним. Потоки зустрічаються, змішуються і утворюють туман. Це найтриваліші явища.

Восени сланкий туман можна помітити над континентами, а навесні він частіше з’являється над морями та океанами.

Туман за своєю структурою неоднорідний. Часом здається, що нижні шари набагато щільніше тих, які піднялися вище над землею. Насправді такий ефект виникає через розміри крапель. Вгорі вони великі, а внизу дрібні, тому утворюють щільну подушку.

На планеті є місця, де тумани бувають не тільки вранці або під час морозної погоди. У деяких регіонах це часте явище, до якого вже звикли всі жителі. Але зазвичай в таких районах ще й випадає багато опадів. Атлантичне узбережжя Канади (Ньюфаундленд) і Лондон часто виявляються прихованими в білому туману.

Утворення туману

Різні шари повітря відрізняються температурою. Теплі потоки спрямовуються вгору, холодні линуть до землі. Коли дві різні маси зустрічаються, виникає конденсація. Маленькі краплі води застигають в повітрі, через що і з’являється хмара.

Основна причина туману – це підвищена вологість.

Явище рідко можна помітити в регіонах з сухим кліматом. Тільки при екстремально низькій температурі в посушливих місцях утворюється туман. Зате туман часто виникає над водоймами і в низинах, особливо в ранковий час. Тут повітря охолоджується набагато швидше землі і води.

Дитина може провести експеримент в домашніх умовах і спробувати створити туман в будинку. Для досвіду знадобиться підготувати кілька предметів:

  • вода;
  • скляна банка;
  • кухонний термометр;
  • чайник;
  • металеве сито;
  • кубики льоду.

Воду потрібно нагріти, але не кип’ятити — до 60-80 градусів. Краще перевірити її термометром. Потім її акуратно заливають в скляну банку. Краще налити зовсім небагато, покрутити ємність і додати рідину, що залишилася. Через хвилину більшу частину води виливають в миску, залишаючи в банку всього 2-3 см заповненими.

Після цього на шийку ємності поміщають металеве сито. Його решітка повинна опуститися всередину, але не торкатися води. У сито викладають кілька крижаних кубиків, робити це потрібно дуже швидко. Через реакцію вологого гарячого повітря всередині банки і холодного льоду в ємності утворюється туман.

Його можна затримати, бризнувши спреєм для волосся прямо на повітряні потоки. А також є можливість зробити туман кольоровий. Для цього достатньо додати кілька крапель барвника в гарячу воду. А якщо залити флуоресцентні фарби, то пелена буде світитися. Можна провести експеримент в нічний час, тоді банку на кілька хвилин замінить світильник. Щільна пелена потримається 10-15 секунд, а в міру охолодження банки вона буде розсіюватися.

Для визначення щільності використовується вираз “водність туману”. Цей показник характеризує загальну масу крапель води в одній одиниці об’єму димки. Зазвичай водність досягає 0,1 г/кубічний метр, але при високій щільності доходить до 1,5 г/куб.м. прозорість залежить від розміру водних частинок. Радіус крапель зазвичай не перевищує 15 мкм, але іноді він доходить до 60 мкм. Чим вище температура повітря, тим більше краплі конденсату.

Особливості видів туману

Існує кілька видів туману, вони відрізняються фізичними властивостями. За цими характеристиками можна більше дізнатися про природні атмосферні процеси. Виділяють кілька видів:

  • поземний;
  • просвічуючий;
  • суцільний;
  • крижаний.

При поземному тумані конденсат збирається прямо над поверхнею землі. Туман не дуже щільний, тому він практично не погіршує видимість. Пелена стелиться суцільним полотном по одній ділянці або покриває кілька пагорбів, періодично перериваючись. Зазвичай вона з’являється на світанку або при настанні сутінків.

Досвідчений спостерігач може передбачити утворення туману. Якщо вечір тихий і ясний, а температура опустилася настільки, що вже випадає роса, то шанс появи поземки дуже високий. Чим більше охолоне повітря, тим швидше буде стелитися туман.

У просвічує туману середня щільність конденсату. Але по горизонталі огляд погіршується на відстані в 150-200 метрів. А по вертикалі легко розглянути небо. Вдень при ясній погоді видно сонце і хмари, вночі — місяць і зірки. Суцільний туман відрізняється непрозорістю. Навіть на відстані витягнутої руки складно розглянути предмети. У таку погоду краще відмовитися від пересування на транспорті.

Існують ще крижаний або морозний туман. Він з’являється тільки взимку при низькій температурі повітря.

А утворюють його крижані кристалики. Вони виблискують і переливаються на сонячному світлі. Але побачити таке явище можна тільки в тих регіонах, де вода здатна залишатися рідкою навіть при -40 градусах.

Характеристика туману

Тумани ділять на два види за способом формування — охолодження і випаровування. У першому випадку конденсат утворюється, коли температура повітря нижче точки роси. А другий варіант виникає зазвичай над водоймами або вологою сушею. Поверхня нагрівається і віддає зайву вологу повітрю. Різниця температур при цьому повинна бути не менше 10 градусів. Туман випаровування піднімається на кілька метрів.

А також утворення димки залежить від синоптичних факторів. Залежно від них бувають такі види туманів:

  • внутрішньомасові;
  • фронтальні;
  • сухі.

Внутрішньомасові тумани з’являються тільки в однорідних повітряних масах. Це пелена охолодження, її поділяють на радіаційну і адвективну. Перший варіант виникає при легкому бризі, ясній погоді і відсутності грозових хмар. Для формування димки потрібні антициклони. При радіаційному охолодженні ґрунту і вологе повітря сприяють появі туману. Він тримається тільки вночі і розсіюється на світанку. Але коли земля замерзає, пелена може залишатися на кілька діб. Усунути її може тільки вітер, що дме зі швидкістю 4-5 метрів в секунду.

У промислових зонах часто з’являється смог. Його теж відносять до радіаційного туману. Але, крім крапель води і частинок пилу, він містить гар і вихлопні гази. У деяких регіонах смог тримається над поверхнею Землі постійно.

Адвективний туман з’являється під час руху нагрітого повітря над більш холодною сушею або водою. Щільний стан у туману виникає, коли небо затягує хмарами і йдуть опади. Пелена утворюється тільки в теплих секторах циклону. Згустки туману нависають над величезними територіями і тримаються по кілька діб. До адвективного виду відноситься і морський туман.

Фронтальний варіант з’являється тільки на стику різних атмосферних фронтів. При падінні тиску знижується і температура повітря. У зоні фронту починають йти опади, але вони швидко випаровуються і перетворюються в пар. Іноді туман зливається зі стіною дощу, тому охоплює велику площу.

Сухий туман ще називають імлою. Це суміш водяних крапель, пилу, промислових відходів і піску. Іноді такий туман змішується з вологими випарами, через що з’являється волого-суха маса. Імла зникає тільки під впливом сильного вітру, без нього вона довго тримається над земною поверхнею.

Вплив на людину

Тумани тримаються від декількох годин до доби. У холодну погоду або при зіткненні потоків з великим перепадом температури пелена залишається над землею на 4-5 днів. Основна причина розсіювання полягає в прогріванні повітря.

Як тільки сонячні промені прогріють землю, атмосфера над нею також теплішає. Краплі випаровуються і перетворюються в пар. Серпанок розсіюється слабкіше на великій висоті. Адже у верхніх атмосферних шарах повітря знову охолоджується. Пар знову перетворюється в краплі, а вони формують Хмари.

Тумани вважаються відносно безпечними природними явищами. Але насправді вони можуть створювати деякі проблеми людині.

Часто у тих, хто живе в туманних місцевостях, псується настрій і розвивається депресія. Це безпосередньо пов’язано з тим, що через щільну пелену важко пробитися сонячному світлу. А від його нестачі страждає людський організм.

Смог заважає руху автомобілів і літаків. Висока вологість виводить прилади з ладу. Водяні краплі туману мають різну концентрацію, тому видимість погіршується, іноді доходить до нульової. Пілотам при зльоті і посадці важче, ніж водіям автомобілів. У рідкісних випадках виліт рейсів затримують саме через пелену, що застилає аеродром.

Але можна використовувати тумани і на благо. Конденсат діє зцілююче на шкірні покриви. А також він необхідний для пророщування деяких сільськогосподарських культур. Білу пелену цікаво вивчати, спостерігати за нею і проводити експерименти вдома.

Посилання на основну публікацію