Чомучка. Дитячі запитання. Умови утворення туманів

Туман, Скупчення дрібних водяних крапель або крижаних кристалів, або тих і інших в приземному шарі атмосфери. (Іноді до висоти в кілька сотень м), що знижує горизонтальну видимість до 1 км і менше.

Туман утворюється в результатіконденсації або сублімації водяної пари на аерозольних (рідких або твердих) частинках, що містяться в повітрі (так званих ядрах конденсації). Туман з водяних крапель спостерігається головним чином при температурах повітря вище -20 °С, але може зустрічатися навіть при температурах нижче -40 °С. При температурі нижче -20 ° С переважають крижані тумани. Видимість у Тумані залежить від розмірів частинок, утворюють Тумані від його водності (кількості сконденсованої води в одиниці об'єму.). Радіус крапель Туману коливається від 1 до 60 мкм. Більшість крапель має радіус 5-15. мкмпри позитивній температурі повітря та 2-5 мкмпри негативної температури. Водність Туману зазвичай не перевищує 0,05-0,1 г/м3, але в окремих щільних туманах може досягати 1-1,5 г/м3. Кількість крапель в 1 см3 коливається від 50-100 у слабких туманах до 500-600 у щільних. У дуже щільних Туманах видимість може знижуватися до метрів.

Найзагальніший підрозділ Туманів - за їх фізичною генезою - на Тумани охолодження та Тумани випаровування. Перші виникають при охолодженні повітря нижче температури точки роси, водяна пара, що міститься в ньому, при цьому досягає насичення і частково конденсується; другі - при додатковому надходженні водяної пари з теплішої поверхні, що випаровує в холодне повітря, внаслідок чого також досягається насичення. Туман охолодження найчастіші.

По синоптичних умов освіти розрізняють Тумани внутрішньомасові, що формуються в однорідних повітряних масах, і Тумани фронтальні, поява яких пов'язана з атмосферними фронтами. Переважають внутрішньомасові тумани; в більшості випадків це Тумани охолодження, причому їх поділяють на радіаційні та адвективні. Радіаційні тумани утворюютьсянад сушею при зниженні температури внаслідок радіаційного охолодження земної поверхні, А від неї та повітря. Найчастіше вони виникають у ясні ночі при слабкому вітрі, переважно антициклонах. Після сходу сонця радіаційні тумани зазвичай швидко розсіюються. Однак у холодну пору року у стійких антициклонах вони можуть зберігатися і вдень, іноді багато діб поспіль. Адвективні Тумани утворюються внаслідок охолодження теплого вологого повітря під час його руху над холоднішою поверхнею суші чи води. Інтенсивність адвективних Туманів залежить від різниці температур між повітрям і поверхнею, що підстилає, і від вологовмісту повітря. Вони можуть розвиватися як над сушею, і над морем і охоплювати величезний простір, іноді близько десятків і навіть сотень тисяч км2. Адвективні Тумани зазвичай бувають за похмурою погодою і найчастіше в теплих секторах циклонів. Адвективні Тумани стійкіші, ніж радіаційні, і часто не розсіюються вдень. Деякі адвективні тумани відносяться до туманів випаровування і виникають при перенесенні холодного повітря на теплу воду. Тумани такого типу часті, наприклад, в Арктиці, коли повітря попадає з льодового покриву на відкриту поверхню моря.

Фронтальні Тумани утворюються поблизу атмосферних фронтів та переміщаються разом із ними. Насичення повітря водяною парою відбувається внаслідок випаровування опадів, що випадають у зоні фронту. Деяку роль посиленні Туману перед фронтами грає падіння атмосферного тиску, що спостерігається тут, яке створює невелике адіабатичне зниження температури повітря. Туман в населених пунктахбувають частіше, ніж далеко від них. Цьому сприяє підвищений вміст гігроскопічних ядер конденсації (наприклад, продуктів згоряння) у повітрі. Тумани перешкоджають нормальній роботі всіх видів транспорту, тому прогноз Туманов має велике народногосподарське значення. Штучне створення Туманів використовується при наукових дослідженнях, у хімічній промисловості, теплотехніці та ін.

Практично будь-які батьки одного разу стикаються з необхідністю відповідати на безліч питань своєї дитини, розкриваючи перед нею пристрій навколишнього світу.

Але чи багато хто з нас готовий відповісти, наприклад, на таке просте запитання – що таке туман? Перш ніж розповідати дитині, дорослі повинні самі добре розумітися на темі питання, тільки в цьому випадку можна стати для малюка незаперечним авторитетом у всьому.

Що таке туман?

Отже, що таке туман, чому він утворюється і чи не шкідливо для здоров'я дихати цим повітрям? На першу частину питання більшість дорослих людей можуть відповісти наступне: туман – це дрібні, майже невиразні оком крапельки води, що конденсується в холодному повітрі.

При цьому прозорість повітря погіршується: якщо межа видимості менша за один кілометр, явище називається туманом. Кордон видимості в межах від одного до десяти кілометрів називається серпанком.

Подібно до того, як над каструлею з гарячим супом з'являється пара – результат інтенсивного випаровування води та конденсації її при зіткненні з повітрям кімнатної температури – туман з'являється тоді, коли теплі шари повітря різко остигають з утворенням дрібних крапельок вологи.

Якщо повітря остигає до температури нижче нуля, крапельки вологи відразу замерзають, утворюючи так само дрібні кристалики льоду.

Види туману

Метеорологи розрізняють кілька різновидів туману, залежно від способу освіти та географічних умовмісцевості. Вони поділяються на два основні види: тумани випаровування та охолодження.

Тумани охолодження бувають такими:

Радіаційні туманинічого спільного з радіоактивністю немає. Вони утворюються влітку у вечірній і нічний час, переважно над озерами, річками чи низовинами. Внаслідок сонячної радіації вода у водоймах нагрівається протягом дня. Вночі нижні шари повітря остигають швидше за воду, яка, випаровуючись і знову конденсуючись у холодному повітрі, утворює шари туману.


Адвективні туманинайчастіші у приморських місцевостях. Вони утворюються внаслідок проникнення теплої повітряної маси з морських просторів більш холодну прибережну лінію суші. Ширина прибережної лінії, де спостерігається активне утворення туману, може досягати кількох сотень кілометрів.

Схилові туманиутворюються на схилах гір внаслідок підйому теплої повітряної маси з поверхні землі та її адіабатичного охолодження.

Різновиди туманів випаровування:

Морські туманинайчастіше утворюються в холодну пору року внаслідок випаровування води із незамерзаючих ділянок моря. Вступаючи в шари морозного повітря, пара конденсується з утворенням туману.

Осінні туманиутворюються завдяки випаровуванню води з поверхні річки чи озера, при зіткненні цих випарів з холодним повітрям суші, оскільки вода зберігає тепло довше, ніж суша.

Тумани змішування- Як видно з назви, причиною їх утворення є змішання повітряних потоків, що мають різну вологість та температуру. Найчастіше тумани змішування зустрічаються у районах, де зустрічаються теплі і холодні морські течії.

Існує ще один різновид – міські тумани, причиною виникнення яких може бути будь-яка з перерахованих вище причин, посилена великою кількістютвердих мікрочастинок пилу, продуктів горіння та інших промислових викидів, що містяться в міському повітрі.

Ці частинки служать ядрами конденсації вологи, завдяки чому туман в великих містахне тільки утворюється частіше, ніж у заміських місцевостях, а й має низку негативних якостей. Такий туман у Британії називають смогом.

Який туман впливає на здоров'я людини?

Звичайний туман, що утворюється в чистому повітрі, абсолютно нешкідливий для здоров'я за умови, що людина одягнена відповідно до погоди.

Інша річ – зміг, що містить не лише крапельки води, а й вихлоп автомобілів, викиди промислових підприємств, ТЕЦ та інші забруднення.



Він, безумовно, завдає шкоди дихальній та серцево-судинній системам людського організму, а також негативно впливає на все довкілля – рослини, тварини і навіть будівлі та споруди у місті.

Літній туман біля річки надзвичайно гарний. Тільки в такі моменти розумієш, як добре жити! А вже далекі береги, закриті туманним серпанком, навіюють ліричні спогади та мрії.

Втім, навіть у найзапеклішого естету далеко не завжди знайдеться відповідь на питання про те, що таке туман і який механізм його освіти. Якщо ви не знаєте цього, запрошуємо прочитати нашу статтю.

Почати слід з того, що це природне явищеутворюється в тому випадку, якщо розігріте за день повітря стикається з холодною поверхнею води або ґрунту.

То що таке туман? Це - конденсат у формі дрібних крапельок (аерозолю), які, зібравшись в одному місці, знижують видимість іноді до нуля.

Зазначимо, що утворення туманів неможливе без твердих або рідких частинок, які називаються ядрами конденсації. Саме на них починає осідати вода, утворюючи краплі. Зрозуміло, що класичні тумани з води утворюються тільки тоді, коли температура навколишнього повітря не нижче -20 градусів за Цельсієм. Інакше утворюється їх крижана форма.

До речі, а що таке туман із льоду? Фактично їх утворення починається з конденсації тієї ж води на частинках у повітрі, але через низьку температуру ці крапельки миттєво переходять у тверду фракцію. Враховуючи, що коефіцієнт світлозаломлення у льоду вищий, видимість у разі падає ще сильніше.

Це вам підтвердять усі водії, які хоч раз працювали в умовах Крайньої Півночі. У таких умовах дуже важко вести машину, тому що навіть майже нічим не допомагають. Та й скло зледеніває за пару хвилин, так що побачити дорогу просто нереально.

Найчастіше туман (природа якого нами розглянута) утворюється восени, тому що повітря в цей період охолоджується повільніше водної або земної поверхні. У місці цього явища природи вологість атмосферного повітря прагне до 100%.

Як ми вже говорили, структура туману може бути різною. Освіта може бути представлена ​​лише крапельками води, водою та льодом, а також виключно крижаними кристалами.

Як бачите, туман – явище природи багатостороннє, а тому не дивно, що розрізняють декілька його видів:

• Суцільний тип. Видимість обмежена чи не до нуля, рух автомобільного транспорту та польоти літаків припиняються.
• Димчастий різновид. Видимість падає середньо, небезпека при невисокій швидкості руху невелика.
• «Поземля» - туман стелиться на рівні ґрунту.

На берегах канадського Ньюфаундленду із цим явищем природи знайомі всі місцеві жителі. Справа в тому, що в цих краях Гольфстрім з'єднується з Лабрадорською течією, через що виникає сильна різниця температур. Півроку тут все оповите похмурим серпанком, а тому льотчики та мореплавці дуже не люблять цю місцевість.

Але є на нашій планеті місця, де туманів ніколи не бачили. Наприклад, це індійське місто Бомбей. Ну, а чилійська не бачила в останні кілька сотень (а то й тисяч) років навіть дощів, тож цьому природному явищу там точно нема звідки взятися.

Ось ви й довідалися, що таке туман і звідки він береться.

Давайте розберемо, чому виникає туман? У навколишньому повітрі завжди є водяна пара. Якщо пара охолоджується, то з неї утворюються хмари. Коли хмари спускаються до землі, то крапель води в них стає більше і більше. Вони наближаються до землі та утворюють те, що ми називаємо туманом.

Туман утворюється внаслідок зіткнення потоків повітря із різною температурою. Він створюється, коли нагріте повітря виявляється під холодною водою або зустрічається з масою більш вологого та холодного повітря, це основна причина утворення туману.

Звичайно, йдеться про щільний туман, коли видимість менша, ніж 200 метрів (660 футів). Туман може бути ще більшою щільністю, коли видимість менша, ніж 60 метрів (198 футів).

Існують різні типитуману або види туману кому як більше подобається. Вони залежить від його ваги. Якщо туман розстилається лише на два метри (сім футів) над землею, він називається приземним туманом.

Інший вид туманузазвичай збирається ночами, коли земля віддає велику кількість тепла. Якщо немає вітру і зірок, підйом повітря вгору може бути зовсім непомітний.

Туман може утворитися і внаслідок промислових викидів диму або скупчення великої кількості автомобілів.

Такий туман, в якому змішана водяна пара і дим, називається «смог» (від з'єднання англійських слів fog (туман) u smoke (дим) (замітка сайт). Він є справжнім стихійне лихоі може не розсіюватись багато днів. Туман, що виник, заважає нормальному життю, тому що переміщатися в ньому дуже небезпечно. Тому у великих містах так старанно стежать за чистотою повітря.

Свого часу через промислові викиди були дуже відомі лондонські тумани.

Що відбувається?

Жителі Ташкента та низки регіонів Узбекистану останні днірегулярно спостерігають туман, який особливо помітний у нічний час та вранці. Це природне явище викликає як помітне погіршення видимості, а й масу необгрунтованих сумнівів і страхів.

Що таке туман?

Туман - це дрібні краплі води, які конденсуються в холодному повітрі з водяної пари. Простіше кажучи: туман - це хмара, що утворилася біля землі чи водяної поверхні. При низькій температурі навколишнього повітря ця хмара може «застигати». Так при температурі від -10 до -15 градусів Цельсія туман може складатися із суміші мікроскопічних крапель води та кристаликів льоду, а нижче -15 градусів - цілком із дрібних кристалів льоду. При цьому товщина подібної "хмари" може досягати від одного до десятків, а іноді навіть сотень метрів.

Звідки у повітрі береться вода?

У повітрі завжди містяться невидимі людському оку водяні пари, і навіть під розпеченим сонцем пустелі Сахара відносна вологість повітря становить щонайменше 20-30%. У містах вода цілий рік випаровується в повітря з поверхні каналів і водойм, її виділяють рослини, а також водяну пару при згорянні палива утворюють автомобілі, домашні печі та промислові підприємства.

Чому утворюється туман?

Туман зазвичай виникає при випаровуванні води з теплої поверхні холодне повітря, або при охолодженні насичених вологою теплих повітряних потоків. Наприклад, туман можна часто спостерігати ввечері або вранці через сильне нічне охолодження шару повітря біля землі. Охолоджене повітря виявляється пересиченим вологою, через що водяна пара перетворюється на дрібні крапельки води. Також туман виникає, коли тепле вологе повітря натікає на холодну поверхню.

У холодну пору року частіше зустрічається інший варіант - утворення туману над теплою поверхнею води або землі. Справа в тому, що в морози повітря охолоджується помітно швидше, ніж земля і вода, від чого повітря над водною гладдю або землею завжди тепліше за інше. Після того, як таке тепле повітря змішується з холодними повітряними потоками, воно починає охолоджуватися, виділяючи пару, внаслідок чого біля самої землі утворюється «хмара». Тому в холодну пору року річки та відкриті водоймища часто покриті густою туманною пеленою.

При цьому в містах тумани бувають більш щільними та стійкими, ніж на відкритих просторах: у міському повітрі помітно більше пилу, сажі та інших частинок, які служать «ядрами конденсації» та сприяють активному утворенню крапель з водяної пари.

Чому ці краплі не видно оку?

Все просто – вони мікроскопічні: як правило, розмір крапельок води в тумані становить від 1 до 60 мкм. Для порівняння: товщина людської волосини – 80-120 мкм (0,08-0,12 мм). Зазвичай у теплу пору року розмір крапель у тумані коливається від 5 до 15 мкм, а під час морозів – від 2 до 5 мкм, тому зимовий холодний туман не такий густий, як літній.

Куди зникає туман?

Будь-який туман розсіюється після прогрівання повітря. Коли сонячні промені зігрівають поверхню землі, нагрівається і приземне повітря, внаслідок чого дрібні краплі води в ньому випаровуються і знову перетворюються на пару.

Тривалість туманів зазвичай становить від півгодини до кількох діб (особливо під час холодів або при зіткненні теплих та холодних повітряних та водних потоків, наприклад, туман над річкою).

Щоправда, що туман буває бузковим?

Щоправда. Причому туман може бути не лише бузковим, а й блакитним і навіть жовтим. Колір туману залежить в першу чергу від розміру крапель води, що містяться в ньому, який впливає на заломлення сонячного світла.

Якщо діаметр крапель помітно перевищує 1 мкм, вони рівномірно розсіюють світлові хвилі у всьому діапазоні, чому такий туман здається молочно-білим. А дрібні краплі з діаметром менше 1 мкм більше розсіюють короткі світлові хвилі, тому туман здається бузковим чи блакитним. У великих містахтуман може набувати і жовтого відтінку: це пов'язано з присутністю в повітрі пилу, сажі та інших хімічних сполук.

Чим небезпечні тумани?

Тумани супроводжуються помітним погіршенням видимості, у результаті створюються несприятливі умови керувати автомобільним, залізничним і авіаційним транспортом. І чим щільніший утворився туман, тим більше небезпеки він несе.

Найнеприємніша особливість туману полягає в тому, що він сприяє обману зору. Людське око в таких умовах може помилково визначати швидкість руху та відстань до інших об'єктів, через що помітно підвищується ризик виникнення ДТП та інших аварій. Найважче при густому тумані доводиться пілотам літаків: для безпеки пасажирів при посадці їм доводиться йти на запасні аеродроми.

Чим туман небезпечний для здоров'я?

Звичайний туман, що утворюється в чистому повітрі, є абсолютно нешкідливим для здоров'я за умови, що людина одягнена за погодою. Дихати таким повітрям швидше за незвично, тому що вологість повітря при тумані зазвичай близька до 100%.

Інша справа - зміг, що утворюється в мегаполісах, що містить не тільки крапельки води, а й частинки пилу, вихлопи автомобілів, викиди промислових підприємств, ТЕЦ та інші забруднення. Цим пояснюється специфічний запах, яким може «пахнути» туман у місті. Він, безумовно, може завдати шкоди дихальній та серцево-судинній системам людського організму, а також негативно впливає на все навколишнє середовище – рослини, тварини та навіть споруди у місті.

Як поводитися в умовах туману водіям та пішоходам?

Перед початком руху водіям потрібно позначити транспортний засібдля інших учасників руху: увімкнути габаритні вогні, ближнє світло фар, протитуманні фари та задні ліхтарі. Не слід включати при густому тумані дальнє світло фар: воно ніяк не покращить видимість, а тільки створить перед автомобілем яскраву пляму, що сліпить водія.

Плавна манера їзди без різких прискорень та перебудов – запорука безпеки на дорозі за наявності туману. Водію також слід знизити звичний швидкісний режим. Є «золоте» правило – швидкість руху при тумані не повинна перевищувати половини дальності видимості дороги. Наприклад, при видимості дороги в межах 100 м швидкість руху повинна бути не вище 50 км/год.

Пішоходам слід більш акуратно переходити дорогу і не вискакувати перед автомобілем, що наближається. Незважаючи на наявність фар, водій може не помітити пішохода або просто розгубитися від несподіванки, що легко спричинить трагедію.

Підготовлено за матеріалами: Звєрєв А.С. Тумани та їх пророцтво, Л., 1954; Хргіан А.Х. Фізика атмосфери, М., 1969; Тарасов Л.В. Фізика у природі М:. Освіта, 1995.