Гостиница «ПОРТАЛ» |
Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.
Вы здесь » Гостиница «ПОРТАЛ» » Читальный зал » ТУМАН
Туман
Тума́н — атмосферное явление, скопление воды в воздухе образованное мельчайшими частичками водяного пара (при температуре воздуха выше −10° — капельки воды, при −10..−15° — смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15° — кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей).
Общие сведения
Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100 % (по крайней мере, превышает 85-90 %). Однако в сильные морозы (−30° и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50 %) — за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т. п.) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы.
Непрерывная продолжительность туманов составляет обычно от нескольких часов (а иногда полчаса-час) до нескольких суток, особенно в холодный период года.
Туманы препятствуют нормальной работе всех видов транспорта (особенно авиации), поэтому прогноз туманов имеет большое народно-хозяйственное значение.
Искусственное создание туманов используется при научных исследованиях, в химической промышленности, теплотехнике, борьбе с вредителями растений и других областях.
Разновидности туманов
На метеостанциях отмечают следующие виды тумана:
Поземный туман — туман, низко стелющийся над земной поверхностью (или водоёмом) сплошным тонким слоем или в виде отдельных клочьев, так что в слое тумана горизонтальная видимость составляет менее 1000 м, а на уровне 2 м — превышает 1000 м (обычно составляет, как при дымке, от 1 до 9 км, а иногда 10 км и более). Наблюдается, как правило, в вечерние, ночные и утренние часы. Отдельно отмечается поземный ледяной туман — наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10..−15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.
Просвечивающий туман — туман с горизонтальной видимостью на уровне 2 м менее 1000 м (обычно она составляет несколько сотен метров, а в ряде случаев снижается даже до нескольких десятков метров), слабо развитый по вертикали, так что возможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Чаще наблюдается вечером, ночью и утром, но может наблюдаться и днём, особенно в холодное полугодие при повышении температуры воздуха. Отдельно отмечается просвечивающий ледяной туман — наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10..−15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.
Туман — сплошной туман с горизонтальной видимостью на уровне 2 м менее 1000 м (обычно она составляет несколько сотен метров, а в ряде случаев снижается даже до нескольких десятков метров), достаточно развитый по вертикали, так что невозможно определить состояние неба (количество и форму облаков). Чаще наблюдается вечером, ночью и утром, но может наблюдаться и днём, особенно в холодное полугодие при повышении температуры воздуха. Отдельно отмечается ледяной туман — наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10..−15° и состоящий из кристалликов льда, сверкающих в солнечных лучах или в свете луны и фонарей.
Классификация
По способу возникновения туманы делятся на два вида:
Туманы охлаждения — образуются из-за конденсации водяного пара при охлаждении воздуха ниже точки росы.
Туманы испарения — являются испарениями с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух над водоёмами и влажными участками суши.
Кроме того, туманы различаются по синоптическим условиям образования:
Внутримассовые — формирующиеся в однородных воздушных массах.
Фронтальные — образующиеся на границах атмосферных фронтов.
Дымка — очень слабый туман. При дымке дальность видимости составляет несколько километров. В практике метеорологического прогнозирования считается: дымка — видимость более/равна 1000 м, но менее 10 км, а туман — видимость менее 1000 м. Сильным туман считается при видимости менее или равной 500 м.
Внутримассовые туманы
Внутримассовые туманы преобладают в природе, как правило, они являются туманами охлаждения. Их также принято разделять на несколько типов:
Радиационные туманы — туманы, которые появляются в результате радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы. Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при безоблачной погоде и лёгком бризе. Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии, препятствующей подъёму воздушной массы. После восхода солнца радиационные туманы обычно быстро рассеиваются. Однако в холодное время года в устойчивых антициклонах они могут сохраняться и днём, иногда много суток подряд. В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана — смог.
Адвективные туманы — образуются вследствие охлаждения тёплого влажного воздуха при его движении над более холодной поверхностью суши или воды. Их интенсивность зависит от разности температур между воздухом и подстилающей поверхностью и от влагосодержания воздуха. Эти туманы могут развиваться как над морем, так и над сушей и охватывать огромные пространства, в отдельных случаях до сотен тысяч км². Адвективные туманы обычно бывают при пасмурной погоде и чаще всего в тёплых секторах циклонов. Адвективные туманы более устойчивы, чем радиационные, и часто не рассеиваются днём.
- Морской туман — адвективный туман, возникший над морем в ходе переноса холодного воздуха на тёплую воду. Этот туман является туманом испарения. Туманы такого типа часты, например, в Арктике, когда воздух попадает с ледового покрова на открытую поверхность моря.
Фронтальные туманы
Фронтальные туманы образуются вблизи атмосферных фронтов и перемещаются вместе с ними. Насыщение воздуха водяным паром происходит вследствие испарения осадков, выпадающих в зоне фронта. Некоторую роль в усилении туманов перед фронтами играет наблюдающееся здесь падение атмосферного давления, которое создаёт небольшое адиабатическое понижение температуры воздуха.
Сухие туманы
К туманам в разговорной речи и в художественной литературе порой относят так называемые сухие туманы (помоха, мгла) — значительное ухудшение видимости за счёт дыма лесных, торфяных или степных пожаров, либо за счёт лёссовой пыли или части песка, поднимаемых и переносимых ветром иногда на значительные расстояния, а также за счёт выбросов промышленных предприятий.
Не редка и переходная ступень между сухими и влажными туманами — такие туманы состоят из водяных частиц вместе с достаточно большими массами пыли, дыма и копоти. Это — так называемые грязные, городские туманы, являющиеся следствием присутствия в воздухе больших городов массы твердых частиц, выбрасываемых при топке дымовыми, а ещё в большей степени — фабричными трубами.
Отредактировано Гарри (2016-08-21 10:51:55)
Характеристики туманов
Показатель водность тумана используется для характеризации туманов, он обозначает общую массу водяных капелек в единице объёма тумана. Водность туманов обычно не превышает 0,05—0,1 г/м³, но в отдельных плотных туманах может достигать 1—1,5 г/м³.
Кроме водности, на прозрачность тумана влияет размер частиц, его образующих. Радиус капель тумана обычно колеблется от 1 до 60 мкм. Большинство же капель имеет радиус 5—15 мкм при положительной температуре воздуха и 2—5 мкм при отрицательной температуре.
Частота возникновения
Самое большое количество туманных дней на уровне моря — в среднем более 120 в году — наблюдается на канадском острове Ньюфаундленд в Атлантическом океане.
Литература
Зверев А. С. Туманы и их предсказание, Л., 1954.
Хргиан А. Х. Физика атмосферы, М., 1969.
Туман
Туман – это скопление продуктов конденсата. Огромное количество капелек воды или кристалликов льда собираются вместе и образуют облако у поверхности земли. Иногда оно такое плотное, что не видно ничего на расстоянии вытянутой руки.
Физические принципы образования тумана
Туман образуется вследствие соприкосновения холодного воздуха с теплым при относительной влажности воздуха – более 85%. Но в населенных пунктах нередко туман возникает и при небольшой влажности. Это происходит в результате конденсации водяного пара, который появляется при сгорании топлива (в печах, двигателях машин и пр.).
Сезонность в туманообразовании
Туман может быть в любое время года. Это нередкое явление в низинах, над водоемами, в горах. В осенне-зимний период туман возникает наиболее часто. В эти месяцы преобладает повышенная влажность. Температуре воздуха свойственно меняться скачкообразно. Поэтому потоки теплого и холодного воздуха активно перемещаются над землей. Длительность туманов во временном промежутке может варьироваться от нескольких десятков минут до суток и даже более.
Ссылка: http://xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai/%D1%82%D1%83%D0%BC%D0%B0%D0%BD.html
Туман
(физики о тумане)
Из Книги Тарасова А. "Физика в природе" М:. Просвещение, 1995.
Возникновение тумана. Туманы испарения и туманы охлаждения.
В известном смысле возникновение тумана - есть явление выпадения росы. Существенно, однако, в данном случае - образуетя он не на поверхности земли или воды, не на поверхностях листьев или травинок, а в объеме воздуха. При определенных условиях водяные пары, находящиеся в воздухе, частично конденсируются, в результате чего и возникают водяные капельки тумана. Сразу же отметим, что лишь очень небольшая часть массы водяных паров превращается в воду, содержащуюся в капельках тумана. Выпадение росы происходит в температурах (близких к 20 °С) общая масса насыщенных паров в кубометре воздуха составляет 20 г. В то же время водность тумана, как ранее отмечалось, не превышает обычно 0,1 г/м3. Значит, в воду капель тумана конденсируется примерно не более 1% массы водяных паров (см. рис.)
При каких условиях возникает туман?
Таких условий два.
Во-первых, необходимо, чтобы в воздухе содержалось достаточно большое число так называемых ядер конденсации — центров, на которых происходит конденсация пара. Наряду с отдельными молекулами воздуха или пара, а также со случайно образующимися скоплениями молекул, роль ядер конденсации играют ионы, капельки воды, пылинки, частички сажи и вообще всевозможные мелкие загрязнения, которые по тем или иным причинам могут появиться в воздухе. В городском воздухе, вследствие его относительно сильной загрязненности, плотность ядер конденсации в 10...100 раз больше, чем в воздухе сельских, морских, горных районов. Именно поэтому городские туманы отличаются, как правило, более высокой плотностью и устойчивостью.
Во-вторых, для возникновения тумана необходим не просто насыщенный, а пересыщенный пар; его плотность должна быть в несколько раз больше плотности насыщенного пара.
Различные виды туманов можно разделить на две группы — туманы охлаждения и туманы испарения. В связи с этим вернемся к тем пяти конкретным примерам туманов, которые отмечались раньше.
Первый пример.
Прилегающий к воде остывший утренний воздух имеет более низкую температуру, чем вода. Поэтому с теплой водной поверхности в холодный воздух испаряется дополнительное количество пара. В результате возникает туман испарения.
Второй, пример.
Здесь происходит испарение дополнительного количества пара в относительно холодный воздух (который находится над поверхностью льда) с относительно теплой поверхности, какой является в данном случае поверхность открытой воды. Как и в предыдущем примере, мы имеем здесь дело с туманом испарения.
Третий пример.
Теплый воздух, нагревшийся в первом случае (зимой) над речной водой, а во втором случае (летом) над берегом, обогащается влагой, а затем охлаждается над заснеженным берегом или над морской водой. И в том и в другом случае возникает туман охлаждения.
Четвертый пример.
Теплые слои воздуха, обогатившиеся влагой, поднимаются вверх и сильно охлаждаются. Возникает туман охлаждения, который затем опускается по склону горы обратно к морю.
Пятый пример.
Вследствие перехода теплоты от нагретого слоя приповерхностного воздуха к быстро остывшей земле происходит охлаждение воздуха и возникает типичный туман охлаждения.
Отредактировано Гарри (2016-08-21 11:13:21)
Некоторые подробности физики возникновения тумана.
Отметим, что физический механизм образования тумана описан выше лишь в самых общих чертах. В действительности он значительно сложнее. Необходимое для образования тумана пересыщение пара зависит от плотности и характера ядер конденсации, а также от температуры. Разделение туманов на туманы испарения и охлаждения достаточно условно; обычно процесс образования тумана включает как охлаждение воздуха, так и испарение в него дополнительного количества пара.
Взять хотя бы обсуждавшийся ранее утренний туман над мелководной бухтой. Мы отнесли его к туманам испарения — с поверхности теплой воды испаряется в остывший воздух дополнительная масса паров. Однако нельзя забывать, что, прежде чем остыть, прилегающий к воде слой воздуха был теплым и поэтому был обогащен влагой. Так что туман начал образовываться уже во время остывания воздуха, а на этой стадии туман следует рассматривать как туман охлаждения. Достаточно сложен сам процесс формирования тумана, иначе говоря, процесс возникновения и роста водяных капель, взаимодействия их друг с другом. Любопытно, что в процессе формирования тумана относительная влажность воздуха понижается. Это связано с несколькими причинами: некоторым уменьшением абсолютной влажности за счет частичной конденсации пара, повышением плотности насыщенного пара над выпуклой поверхностью (над поверхностью капли), повышением плотности насыщенного пара в результате увеличения температуры вследствие выделения теплоты парообразования при конденсации пара. Поэтому процесс формирования тумана, начавшись, развивается затем отнюдь не лавинообразно, а наоборот, довольно быстро прекращается. Недаром, как мы уже отмечали, в водяные капли тумана конденсируется не более 1% массы паров.
Процесс возникновения и формирования тумана весьма чувствителен к степени пересыщения пара и к плотности ядер конденсации. Обе величины могут меняться как во времени, так и от одной точки пространства к другой; это приводит к соответствующим изменениям во времени и пространстве плотности тумана. В результате туман клубится, волнуется, ползет.
Отредактировано Гарри (2016-08-21 11:40:12)
Туман и цвет. Цвет тумана определяется световыми волнами, которые, рассеиваясь на капельках воды, попадают в глаз наблюдателя. Капельки, диаметром много больше микрометра, практически одинаково рассеивают свет во всем интервале длин волн, воспринимаемых глазом. Этим объясняется молочно-белый и белесоватый цвет плотных туманов. Мелкие же капельки, диаметр которых меньше 1 мкм, рассеивают преимущественно более короткие световые волны (в соответствии с законом Рэлея, о котором мы говорили в главе 1). Поэтому не слишком плотные туманы, а тем более туманная дымка окрашены в синеватые и голубоватые тона. Теперь читатель легко сообразит, почему солнце, луна, фонари, наблюдаемые сквозь туман, кажутся красноватыми.
Итак, казалось бы, все ясно. Сам туман белый или синеватый, а наблюдаемые сквозь него источники света имеют красные оттенки. Но в природе подчас встречаются довольно неожиданные ситуации. Обратимся в связи с этим к картине Клода Моне, на которой художник изобразил Вестминстерское аббатство в Лондоне. Мы видим его сквозь густой туман, который на картине окрашен в красные и даже багровые тона. Это поначалу вызывало немалое удивление у зрителей, полагавших, что туман не может быть красным. Однако художник оказался прав: он рисовал вечерний туман, а такой туман и в самом деле может быть окрашен в красные тона. Это происходит вследствие рассеяния крупными каплями тумана красных лучей, приходящих к нам от заходящего солнца.
Как уже отмечалось, городские туманы нередко имеют желтоватые оттенки, выглядят серыми, грязными. Это объясняется сильной загрязненностью воздуха многих больших городов, присутствием в нем пыли и частичек сажи. Надо иметь в виду также, что химические соединения, отравляющие воздух городов, растворяясь в каплях тумана, могут окрашивать их в различные цветовые тона, в том числе желтоватые.
Ссылка: http://elkin52.narod.ru/zadichi/tyman10.htm
Отредактировано Гарри (2016-08-21 11:45:22)
Вы здесь » Гостиница «ПОРТАЛ» » Читальный зал » ТУМАН