Образование туманов и их особенности

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

(РОСАВИАЦИЯ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ИМЕНИ ГЛАВНОГО

МАРШАЛА АВИАЦИИ А.А. НОВИКОВА»

Образование туманов и их особенности

                                                                                              Выполнил:

   Некрасов Дмитрий Сергеевич,

студент 4 курса

                                                                       факультета летной эксплуатации

Санкт-Петербург

2024 г.

Туман – это видимая совокупность капель воды или кристаллов льда, которые находятся непосредственно у поверхности земли и ухудшают видимость до расстояния менее 1 км. Туманы образуются похожим образом на облака и часто переходят друг в друга. Когда туман поднимается, он превращается в низкие разорванно-слоистые облака, а когда облака опускаются до земли, они становятся туманом. Летом туманы часто приводят к ухудшению видимости до 500-1000 метров в 90-100% случаев.

Туманы образуются при отсутствии или слабом ветре и могут способствовать загрязнению атмосферы. Одной из основных характеристик туманов является их водность, которая может быть выражена как абсолютная (масса капель в единичном объеме воздуха) или удельная (масса капель в 1 г воздуха). Часто абсолютную водность называют просто водностью.

Классификация туманов

По агрегатному состоянию все туманы можно разделить на:

а)            капельные (рис.1);

б)           ледяные (рис.2);

в)           смешанные.

В основном туманы мелкокапельные даже при температуре ниже 0°С, самые распространенные и частые имеют диаметр капель 10-30мкм.

По синоптическому положению:

а)            Фронтальные (рис.3);

б)           Внутримассовые.

Фронтальные туманы возникают, когда воздушные массы с разными показателями влагосодержания и температуры сливаются вместе. Это необходимое, но недостаточное условие для образования тумана. Скорость движения фронта не должна превышать 10-15 километров в час.

Рисунок 1 – Капельный туман

Рисунок 2 – Ледяной туман

Обычно это происходит при приближении теплого или медленного холодного фронта. Туманы чаще всего образуются в холодном воздухе перед приближением теплого фронта. Чаще всего перед появлением тумана происходит усиление осадков. Дождь или снег редко сопровождают такой туман, скорее они способствуют его рассеиванию. Фронтальные туманы чаще всего сопровождаются мелким дождем или моросью. Из-за медленного движения теплого фронта, туман может занимать большие территории и продолжаться несколько десятков часов.

Рисунок 3 – Синоптическое положение фронтального тумана

Туман на фронтах образуется и движется подобно волне, а осадки начинаются только после его приближения. Обычно он длится и покрывает меньшую площадь, чем на теплом фронте, так как движется быстрее. На фронтах окклюзии туманы возникают только при низкой скорости фронта, около нескольких метров в секунду, и сильном отличии физических характеристик холодного воздуха от остального. Интенсивность такого тумана зависит от разницы в температуре между холодным и еще более холодным воздухом, а также от скорости фронта. В этом тумане часто идет моросящий дождь.

Теплый фронт создает предфронтальный туман, когда вода из слоистых облаков испаряется перед фронтальной линией. Для этого необходимо, чтобы нижний слой воздуха был достаточно влажным и охлажденным. В этом процессе важную роль играют осадки, которые падают на землю, испарение с увлажненной почвы, а также перемешивание и охлаждение воздушной массы. При сильной турбулентности влажный воздух поднимается и подвергается дополнительному охлаждению, что приводит к образованию вторичного уровня конденсации на высоте несколько десятков или сотен метров. На этом уровне образуются низкие слоистые дождевые облака. Дождь, который прошел перед фронтом, может также способствовать образованию зафронтального тумана путем достаточного увлажнения и охлаждения почвы и нижнего слоя атмосферы.

Туман смешения – это редкое явление, которое возникает при разнице в температуре воздушных масс на атмосферном фронте более 10 градусов и при наличии водяного пара, который близок к насыщенности в 100%. Это приводит к увеличению удельной влажности смеси, по сравнению с удельной влажностью каждого компонента. Такие туманы обычно образуются только в определенных местах, например, на берегах морей или границ ледников, и чаще всего встречаются летом. Однако эффект смешения может также способствовать образованию других типов тумана как дополнительный процесс.

По степени ухудшения горизонтальной видимости:

а)            Слабые (видимость 500-1000 метров)

б)           Умеренные (видимость 50-500 метров)

в)            Сильные (видимость менее 50 метров)

В зависимости от причин образования туманов различают следующие виды:

а)            Туман охлаждения

б)           Туман испарения

Из названия можно понять, что возникновение туманов происходит из-за двух процессов: понижения температуры воздуха и увеличения влажности, что приводит к насыщению воздуха и конденсации водяного пара в нижнем слое атмосферы. Туманы охлаждения могут возникать при приближении влажности воздуха к состоянию насыщения при понижении температуры. Это может происходить из-за перемещения влажного воздуха над холодной поверхностью (адвективные туманы (рис.4)), радиационного охлаждения подстилающей поверхности (радиационные туманы (рис.5)) или расширения воздуха без теплообмена с окружающей средой.

Отметим случай, когда понижение температуры воздуха, движущегося к холодной поверхности, усиливается из-за радиационного охлаждения. Это может привести к образованию тумана, который называется адвективно-радиационным. Расширение воздуха без теплообмена с окружающей средой и одновременное понижение его температуры возможно при движении воздушного потока по крутому склону.

Рисунок 4 – Образование адвективного тумана

Рисунок 5 – Образование радиоактивного тумана

Туманы, которые возникают при соблюдении всех вышеперечисленных условий, называются орографическими (рис.6).

Туманы, которые возникают из-за испарения, делятся на два типа: надводные (рис.7) и фронтальные.

Рисунок 6 – Образование орографического тумана

Рисунок 7 – Образование тумана испарения

Надводные туманы появляются, когда поверхность, с которой происходит испарение, теплее воздушной массы над ней. Фронтальные туманы образуются по другой причине: влага испаряется из теплой воздушной массы, которая перемещается горизонтально, а затем охлаждается при падении давления перед фронтом холодного воздуха.

Это происходит из-за замены тяжелого холодного воздуха более легким и теплым, что приводит к снижению давления. Туманы смешения могут возникать при смешении воздушных масс с различной влажностью и температурой, например, у границ морских течений. Также существуют туманы, которые образуются из-за деятельности человека, когда горячий и влажный воздух выделяется в результате хозяйственной деятельности. Эти туманы называются антропогенными.

Туманы снижают видимость, что может иметь серьезные последствия для безопасности и транспорта. Плохая видимость из-за тумана может привести к авариям на дорогах, задержкам в авиации и проблемам в навигации.

Таким образом, туманы могут значительно влиять на погодные условия и поведение людей. Влажность. Туманы являются признаком высокой влажности воздуха. Они образуются, когда влажный воздух охлаждается до точки росы и конденсируется.

Скачано с www.znanio.ru