Все про тумани - класифікація та причини виникнення

Все про тумани - класифікація та причини виникнення © pixabay.com

З приходом осені все частіше можна побачити таке поширене метеорологічне явище, як туман. Існує велика різноманітність їх типів в залежності від умов формування та географічної місцевості


Якщо ви підніметеся на висоту хмари і заберетеся в неї, то можна сказати, що ви опинилися в тумані. Відчуття будуть такими самими. Про це добре знають альпіністи, які здійснюючи сходження на гору часто потрапляють у щільні хмари, в яких видимість вкрай низька.

Отже, туман - це сукупність зважених у повітрі дрібних крапель води та/або кристаликів льоду, що утворюються в результаті охолодження до точки роси вологого повітря з подальшою конденсацією водяної пари, що призводить до погіршення видимості в атмосфері до значень менше 1 км. Точкою роси називають таку температуру, при якій водяна пара, що міститься в повітрі досягає стану насичення і починає конденсуватися. Найбільш характерним прикладом такого процесу є випадання роси.

Не слід плутати тумани з серпанком та імлою. Потрібно запам'ятати, що при серпанку видимість становить від 1 до 10 км, при тумані – завжди менше 1 км. При імлі видимість також може знижуватися менше 1 км, проте імла утворюється рахунок зважених у повітрі твердих частинок. Це може бути пилюка, дим від лісових пожеж або викиди від різних підприємств. У помірних широтах імла, пов'язана з пилом, частіше спостерігається при південному перенесенні повітряних мас. Частки пилу можуть досягати території України навіть із Африки.

Залежно від агрегатного стану води тумани прийнято класифікувати на три основні групи:

  • краплинні
  • крижані
  • змішані

Найчастіше тумани є дрібнокрапельними, навіть при температурі нижче нуля, коли вода залишається в переохолодженому стані. У змішаних туманах переохолоджені краплі відзначаються за температури навіть до -40 °С!

Окрім класичного туману на метеорологічних станціях метеорологи фіксують інші види. Далі розглянемо їх.

Крижаний туман – туман, що складається з крижаних кристалів. Утворюється при сильних морозах та високій вологості повітря. Вдень на сонці та вночі при світлі місяця або при ліхтарях крижаний туман розпізнається по світінню граней крижаних кристаликів. Найчастіше такі тумани зустрічаються в холодних областях планети (Східний Сибір, Гренландія, Фінляндія і т.д.), коли в зимовий період температура опускається нижче -40 °С.

Туман, що просвічує (крижаний туман, що просвічує) – туман, при якому спостерігач, перебуваючи в самому тумані, може бачити хмари або ясне небо, сонце або місяць. Це відбувається коли туман має незначну потужність, поширюючись по вертикалі на кілька метрів або десятків метрів.

Поземний туман (поземний крижаний туман). Цей вид має невелике поширення на вертикалі. Утворюється переважно над низькими місцями та над водою (яром, морем, озером, річкою, болотом, лугом тощо). Висота зазвичай не перевищує 2 м над сушею та 10 м над морем. Поземний крижаний туман спостерігається, зазвичай, над сушею чи над льодовиком (наприклад, у Гренландії).

Туман на околиці – туман, який спостерігається лише на околицях (у низинах, на перевалах, на схилах гір тощо). Він може бути будь-якого виду з перерахованих вище. Має явно виражену плямистість і локальність по території.

Паріння моря (озера, річки) – туман, що утворюється над незамерзлою поверхнею моря, озера або річки за значної різниці температури води та повітря у вигляді клубів пари (різновид туману на околиці). При сильному вітрі такий туман може поширюватись на невеликі відстані та над сушею. Найчастіше він формується в нічний і ранковий час або при адвекції холодного повітря на теплу поверхню води під час арктичних вторгнень повітряних мас в осінньо-зимовий період.

Тепер коротко опишемо генетичну класифікацію туманів, що має основне значення з погляду їх прогнозування. Прийнято виділяти три основні класи туманів:

  • тумани охолодження
  • тумани випаровування
  • тумани змішування

Тумани охолодження. Для виникнення такого туману необхідно, щоб повітря охолонуло до точки роси. Існує кілька причин, через які відбувається охолодження повітря:

  • переміщення (адвекція) повітря на холодну поверхню, що підстилає (так виникають адвективні тумани);
  • випромінювання земної поверхні, тобто радіаційне вихолоджування (формуються радіаційні тумани);
  • підйом повітря вздовж схилу (орографічні тумани).
  • окремо до цієї категорії відносять і градові тумани, про які ми розповімо нижче.

Адвективні тумани утворюються при переміщенні теплої та вологої повітряної маси на відносно холодну поверхню, що підстилає. Водяна пара починає конденсуватися знизу-вгору в міру охолодження повітря. Чим більша різниця температури, тим інтенсивніше відбувається туманоутворення. У цьому має бути помірна швидкість вітру (2 - 7 м/с). Якщо вона буде занадто високою, то туман може розсіятися, а якщо занадто низькою, то тепла повітряна маса, що переміщається, буде охолоджуватися занадто повільно. Адвективні тумани охоплюють великі території, можуть бути добу і більше. Часто виникають у зимовий період під час відлиг, особливо за наявності снігового покриву.

Радіаційні тумани утворюються внаслідок охолодження земної поверхні та прилеглого шару повітря під впливом випромінювання. Земля, як і інші тіла, випромінює енергію, яку називають довгохвильовою радіацією, завдяки чому відбувається її охолодження. І якщо вдень ці втрати тепла компенсуються короткохвильовою сонячною радіацією і довгохвильовою радіацією атмосфери, то в нічний час, особливо в ясну погоду, нічого не перешкоджає випромінюванню тепла. Таким чином, при зниженні температури нижче точки роси, починається конденсація водяної пари та утворення туману. При цьому чим вище була відносна вологість у початковий момент, тим менше охолодження потрібне для утворення туману. Часто радіаційні тумани утворюються в низинах, оскільки в нічний час туди стікає холодне (і важче) повітря.

Насправді тумани не завжди утворюються лише з однієї причини. Часто спостерігаються поєднання ситуацій, коли адвекція теплого повітря та радіаційне вихолоджування посилюють один одного. І тут тумани називаються адвективно-радиационными.

Орографічні тумани формуються при охолодженні повітря, що піднімається вздовж схилів гір. При підйомі повітря вплив на нього атмосферного тиску поступово слабшає. Завдяки цьому відбувається збільшення обсягу цього повітря, зменшення його густини, що призводить до зниження температури (при розширенні газу його температура зменшується). При досягненні точки роси водяна пара починає конденсуватися.

Градові тумани. В окремих випадках навесні та влітку при випаданні рясного граду, особливо коли формується на земній поверхні градовий покрив, можна спостерігати значне погіршення горизонтальної видимості в приземному шарі повітря. Шар граду має температуру значно нижче навколишнього повітря, тому швидко його охолоджує і з урахуванням високої вологості, досягнення точки роси настає досить швидко. У результаті формується щільний, але розвинений по вертикалі градовий туман, який розсіюється відразу після повного танення граду.

Тумани випаровування виникають, коли температура поверхні, що випаровує, вище температури приземного шару повітря. Тут ситуація протилежна порівняно з туманами охолодження: тепер поверхня тепла, а повітря холодне. Такі умови можуть спостерігатись, наприклад, при переміщенні холодного повітря над теплою водною (або сильно зволоженою) поверхнею. Водяна пара, потрапляючи в холодне повітря, швидко охолоджується і починає конденсуватися. Такі тумани називаються надводними. Чим більша температурна різниця між земною поверхнею і повітрям, що переміщається, тим інтенсивніше протікає процес випаровування і тим щільніше туман. Іноді щільні тумани над морями можуть поширюватися вгору, переходячи в хмарність купчастої та шарувато-купчастої форми.

Також подібні умови можуть спостерігатися на теплому або малорухливому холодному фронтах при випаровуванні крапель дощу, що випадають із теплої повітряної маси, у холодному підфронтальному повітрі. Такі тумани називають фронтальними.

Тумани змішування. Назва говорить сама за себе, тут явно щось із чимось поєднується. А саме – дві повітряні маси з різною температурою та вологістю. Але не все так просто: для утворення цього туману необхідні такі значення температури та вологості, щоб при змішуванні підсумкова відносна вологість була вищою, ніж у кожній повітряній масі окремо. Процес утворення туману можна подати у такому вигляді. При змішуванні двох повітряних мас із різною температурою та вологістю тепла повітряна маса починає охолоджуватися. При цьому надлишок водяної пари конденсується, поширюючись на весь об'єм. Так як холодна повітряна маса починає нагріватися, то в ній створюється нестача насичення (нестача вологи). Тому частина крапель починає випаровуватися, а частина, що залишилася, утворює туман.

Такі тумани можуть утворитися взимку поблизу узбережжя морів і великих озер, коли напрям вітру приблизно паралельний до берегової межі. Уздовж кордону між теплим і вологим морським і холодним континентальним повітрям утворюється зона змішування цих повітряних мас, де відбувається конденсація водяної пари та утворення туману. Аналогічним чином може виникати туман змішування вздовж кордону між теплими та холодними морськими течіями в тих випадках, коли напрям повітряних потоків у приводному шарі приблизно паралельний цьому кордону. Такі тумани можна назвати прикордонними.

Крім того, тумани можуть утворюватися при надходженні водяної пари в атмосферу в результаті господарської діяльності людини. У цьому разі роль теплішої і вологої повітряної маси грають продукти згоряння палива, що потрапляють у атмосферу. Основною причиною, що призводить до утворення туману, є надходження у повітря в продуктах згоряння палива великої кількості водяної пари. Такі тумани називають антропогенними. Утворюються вони лише в холодну пору року, тому що при високій температурі повітря додаткове надходження водяної пари в атмосферу не призводить до досягнення точки роси. Таким чином, чим нижча температура повітря і вища температура викидів, тим меншу вологість повинне мати повітря для утворення туману.

У синоптичній метеорології туман вважається неприємним явищем, оскільки через погіршення видимості часто трапляються аварії на дорогах, закриваються аеропорти тощо. У тих випадках, коли туман з дальністю видимості 500 м і менше зберігається більше 3 годин, він вважається вже небезпечним явищем. Якщо ж видимість у тумані знижується до 100 м і менше за його збереження понад 12 годин, то в такому разі це вже стихійне метеорологічне явище. На території України рекордний за своєю тривалістю туман був відзначений на одній із метеостанцій Донецької області, у січні 2001 року. Тоді безперервно протягом 89 годин (з 16 по 20 січня) горизонтальна видимість не перевищувала 500 метрів!

3,9/5 (40 оцінок)

Не пропусти найцікавіше!

Підписуйся на наші канали в месенджерах!

Публикации

Відео