Особенности туманов испарения

Эта разновидность туманов возникает над водой, когда температура ее поверхности существенно (более чем на 10^оС) выше температуры окружающего воздуха, а относительная влажность последнего более 70%.

Наиболее часто туманы испарения наблюдаются над незамерзающими заливами арктических морей (например, над Кольским заливом), вблизи кромки арктических льдов, осенью и зимой над быстрыми, незамерзающими реками. Их образование связано, с одной стороны, с непрерывным испарением с теплой водной поверхности, а с другой – с охлаждением поднимающегося от этой поверхности теплого воздуха при его перемешивании с воздухом холодным.

Туман испарения, как правило, захватывает не только водоем, но и прибрежную территорию на глубину 10-20 км. Если берег высокий и если ветер направлен вдоль залива, слой тумана может иметь мощность до 100м и более.

Вследствие прогрева воздуха снизу он становится неустойчивым; в приповерхностном слое возникает интенсивное вертикальное перемешивание. Выше этого слоя (на высоте до 50-100м) сохраняется инверсия температуры, задерживающая дальнейшее вертикальное проникновение водяного пара. Благодаря этому туман испарения образуется во всем слое от водной поверхности до верхней границы инверсии.

Если в приводном слое атмосферы штиль, а на высоте 100м отмечается существенное усиление ветра, вместо тумана испарения могут возникать низкие облака. В целом же слабые ветры благоприятны для развития этого тумана.

Туманы испарения часто наблюдаются за холодным атмосферным фронтом. Ночное радиационное выхолаживание усиливает туман. Над небольшими реками осенью туман испарения наблюдается только ночью (при этом он имеет вид приземного тумана).

При образовании радиационного тумана над заболоченными низинами роль фактора испарения также велика. Вечером, когда в заболоченной почве еще значительны запасы тепла, быстрое понижение температуры воздуха приводит к образованию тумана испарения. В дальнейшем, когда температура почвы существенно понижается, этот туман может рассеяться, либо превратиться в туман радиационный.

Этим объясняются на первый взгляд непонятные случаи быстрого рассеяния тумана, образовавшегося с вечера, над заболоченными низинами, хотя сохраняется ясная тихая погода, а радиационное ночное охлаждение почвы продолжается.

Особенности техногенных туманов

К данному классу принято относить туманы, возникающие при существенном воздействии на воздушную среду техногенных факторов.

К техногенным туманам, как уже отмечалось выше, относятся туманы городские, морозные и искусственные. Городские туманы образуются потому, что в городах режим всех метеорологических элементов изменен, к тому же здесь гораздо выше запыленность (в воздухе имеется много атмосферных ядер конденсации). В городах благодаря влиянию застройки ветер ослаблен, а температура и влажность воздуха повышены.

Городские туманы могут иметь большую интенсивность и продолжительность. Во многих случаях они возникают и тогда, когда при тех же метеоусловиях за пределами городов никаких туманов нет.

Ветры иногда выносят городской туман за территорию населенных пунктов.

Морозные (поселковые, печные или аэродромные) туманы возникают при сильных морозах, если имеется интенсивный точечный источник тепла и водяного пара. Таким источником может быть дымовая труба предприятия, печная труба, выхлопная труба двигателя, работающий авиационный мотор и др.

Морозные туманы, как правило, возникают при слабом ветре и инверсионном распределении температуры воздуха, на небольших расстояниях от такого источника. Они имеют вид "клубящегося пара".

Как правило, это капельножидкие туманы, но при низких температурах воздуха они могут быть как ледяными, так и смешанными.

Количество водяного пара, поступающего в атмосферу -w, зависит от вида и количества сжигаемого топлива. Больше всего водяного пара выделяется при сжигании природного газа (w = 2160 мг/кг) и бензина (w = 1305 мг/кг).

Существенно меньше водяного пара выделяется при сжигании твердого топлива. При сжигании торфа w = 637 мг/кг, дров w = 632 мг/кг, бурого угля w = 458 мг/кг. Меньше всего водяного пара выделяется при сжигании кокса (w = 60мг/кг).

Искусственные туманы создаются для защиты садов и огородов от заморозков. Для их образования в атмосферу вносят дополнительные ядра конденсации (в виде дыма) Устойчивость искусственных туманов тем выше, чем слабее ветер у земной поверхности, больше относительная влажность воздуха и устойчивее его стратификация. Если инверсного распределения температуры не наблюдается, искусственный туман создать невозможно (при этом образуется облако).

Смог Лондонского типа (зимний смог) формируется в условиях теплой устойчивой воздушной массы при условии высокой загазованности, запыленности и задымленности нижнего слоя атмосферы, содержащего влажный воздух.

Смог Лос-Анжелесского типа (летний смог) образуется в результате воздействия интенсивной солнечной радиации на атмосферную аэрозоль в приземном слое воздуха, при его высокой загазованности выхлопными газами автомобилей, а также задымленности. Подробней особенности летнего и зимнего смога рассмотрим в разделе 6.