Туманы на морях и океанах и их предсказание по местным признакам
Несмотря на оснащенность большинства судов радиолокационными установками, туманы и в настоящее время представляют большую опасность для судовождения. Поэтому предсказание появления и исчезновения (испарения) туманов имеет очень большое значение для мореплавания.
Туманы обычно образуются тогда, когда приземный слой воздуха охладится до точки росы и ниже , т. е. до такой температуры, при которой содержащиеся в воздухе водяные пары достигнут полного насыщения и происходит конденсация водяного пара.
На морях и океанах туманы чаще всего образуются в результате адвекции (горизонтального перемещения) теплого и влажного воздуха над относительно холодной водной поверхностью, потому такие туманы называются адвективными (рис. 26).
Эти туманы отличаются значительной вертикальной мощностью, большой продолжительностью существования (от одних до нескольких суток подряд), большим районам охвата, подвижностью, внезапностью появления.
Рассеиваются адвективные туманы обычно в случае резкого изменения направления ветра, при котором в данный район распространяются более теплые или холодные и относительно менее влажные массы воздуха.
На морях и океанах туманы образуются обычно в умеренных и полярных широтах , где происходят частые значительные колебания температуры воздуха и где существуют резко выраженные холодные морские течения, близко граничащие с теплыми. В тропических же широтах туманы наблюдаются очень редко.
Если сравнить схему поверхностных морских течений с картами распределения туманов на морях и океанах, то сразу можно обнаружить, что наибольшая повторяемость туманов приходится именно на районы холодных течений.
Рис. 26 Адвективный туман над морем
Воздух над морем всегда содержит много влаги и часто бывает близок к насыщению, поэтому достаточно сравнительно небольшого его охлаждения, чтобы он стал полностью насыщенным. Это может произойти в том случае, если воздух проходит над поверхностью холодных вод Поэтому районы холодных течений, районы поверхностных холодных вод вообще характеризуются весьма частыми туманами.
В Атлантическом океане весьма обширным «туманным» районом является область около Ньюфаундленда , где воздушные массы, нагретые и увлажненные над Гольфстримом, при юго-восточных и южных ветрах перемещаются затем на поверхность голодного Лабрадорского течения.
Аналогичным путем образуются туманы на Тихом океане в районах действия холодных течении (Ойя-Сио, Приморского, Севере Корейского и др.) На наших морях туманы особенно часто образуются во время летнего муссона с апреля по август (особенно в июне ч июле) при юго-восточных и южных ветрах Над теплыми течениями туманы почти не наблюдаются.
В Антарктических водах туман обычно (возникает при проникновении сюда теплых воздушных масс с севера). Приток этого воздуха происходит здесь при ветрах северо-западной четверти и других северных румбах.
Возникнув над поверхностью холодного течения, туман распространяется затем на соседние районы. Например, если туман возник под влиянием юго-восточных и южных ветров, то частым туманам могут быть подвержены районы, лежащие к северу и западу от холодного течения. Туман здесь появляется при устойчивых ветрах, дующих из района его образования, и сохраняются все время, пока удерживаются ветры данного направления.
Интенсивность приносимого тумана зависит от температуры подстилающей поверхности данного района. Чем она выше (по сравнению с температурой холодного течения), тем в большей степени будет ослабевать приносимый туман. Обычно в таких случаях туманы имеют суточный ход: наиболее густыми бывают в ночные и утренние часы, днем ослабевают или временно рассеиваются.
Если условия подстилающей поверхности неоднородны, например, имеются районы поднятия на поверхность холодных глубинных вод и мелководные районы с большим местным прогревом поверхности воды, то туман будет располагаться пятнами. Эти явления более резко выражены при слабых ветрах и менее — при сильных.
При прекращении ветра прекращается и поступление тумана , а имеющийся туман при повышении температуры, а также при значительном изменении направления данного ветра рассеивается, в особенности при смене ветра на румбы северной половины горизонта в северном полушарии, и на южные румбы — в южном.
Исчезновение морского тумана может быть внезапным — сразу же после прохождения холодного фронта или постепенным — по мере перехода тумана в дымку; видимость постепенно улучшается.
На морских побережьях туманы образуются при медленное поступлении с моря влажного и теплого воздуха на холодную поверхность суши , что обычно происходит осенью, зимой и весной.
По ровной местности, например, по долинам рек, туман распространяется беспрепятственно и может проникать свыше 100 км в глубь суши. Но это обычно происходит ночью и утром, когда поверхность почвы охлаждена. Днем же туман, попадая на берег, быстро рассеивается.
Горные хребты служат препятствием для распространения тумана. С наветренной стороны туман усиливается. Иногда высокие берега покрываются туманом, в то время как у поверхности воды он отсутствует. Это объясняется следующим.
Охлаждение, испытываемое воздухом над поверхностью, может оказаться недостаточным для образования тумана. Поднимаясь по склонам береговых гор, воздух дополнительно охлаждается и достигает состояния насыщения.
Но спускаясь по подветренным склонам гор, он быстро нагревается, а туман обычно исчезает, не достигнув поверхности земли. По этой причине распространение туманов с моря на гористом побережье имеет весьма неравномерный характер.
В некоторых бухтах, заливах, закрытых со стороны моря высокими горами, туман встречается очень редко. В то же время в районах, сравнительно далеких от моря, но не отделенных от него горами, туманы часты.
На морях и океанах, кроме адвективных туманов, зимой, при отрицательной температуре воздуха, нередко образуются туманы испарения , или так называемые, явления «парения моря» .
Они обычно образуются, когда температура воздуха ниже температуры поверхности моря на 10 — 12° и более. При такой большой разности температур происходит интенсивное испарение воды с поверхности моря.
Водяной пар, поступая в большом количестве в очень холодный воздух, быстро насыщается, конденсируется и образует туман. Высота туманов испарения обычно не превышает 3 — 5 м над водной поверхностью.
Фронтальные туманы (туманы осадков) образуются в случае, если холодный воздух под слоем слоисто-дождевых облаков достаточно влажен, а выпадающие капли дождя, испаряясь, усиливают степень насыщения воздуха водяными парами. Наблюдаются фронтальные туманы в районе окклюзии или впереди теплого фронта, в полосе шириной в несколько десятков километров.
Радиационные туманы, образующиеся на берегу и суше при сильном ночном охлаждении подстилающей поверхности, на море, как правило, не образуются, так как охлаждение воды и воздуха над морем в течение ночи невелико.
Признаки появления или исчезновения туманов на морях и океанах следующие:
- Туманы следует ожидать, если после более или менее продолжительной холодной погоды наступает потепление. Они могут держаться довольно долго. Особенно большая вероятность появления туманов, если потепление началось вечером или ночью при слабых ветрах.
- Значительный рост относительной и абсолютной влажности воздуха благоприятствует образованию тумана.
- Если при ясном небе наблюдаются признаки приближения теплого фронта, следует ожидать появления тумана.
В средних широтах появление туманов над районами холодных течений в западных частях морей и океанов в север-ком полушарии более вероятно при ветрах юго-восточных и южных румбов, в южном полушарии — северо-восточных и северных румбов; в восточных частях: в северном полушарии при ветрах юго-западных и южных румбов, в южном — северо-западных и северных. При этом гуще и распространяется на большую площадь:
- В средних широтах появление туманов маловероятно в северном полушарии при ветрах северных румбов, в южном — южных румбов; ранее образовавшийся туман при переходе ветра на эти румбы скоро исчезает.
- Если во время тумана пойдет ливневый или обложной дождь, то туман при этом еще более усиливается, но с окончанием дождя скоро исчезает или значительно ослабевает, даже при прежнем ветре.
Днем в прибрежной зоне моря (в заливах, бухтах и т. п. ) и на берегу туман иногда рассеивается вследствие прогревания воздуха, но если над морем у горизонта удерживается полоса тумана, а ветер с моря сохраняется прежний (т. е. тот, при котором туман возник), то вечером или ночью туман появится и в прибрежной зоне моря, и на берегу:
- При сплошной облачности туман менее вероятен, чем при ясном небе, в особенности на побережье.
- Туман высокий продолжителен, тонкий рассеивается вскоре после восхода солнца.
На берегу, если в вечерние часы температура воздуха близка к точке росы (выше ее не более чем на 3 — 4°), то при ясной ночи к утру можно ожидать появления радиационного тумана, который рассеется при восходе солнца.
При данных условиях образованию тумана будет способствовать наличие слабого ветра от 0,5 до 5 м/сек:
- После дневных или вечерних гроз, вызывающих похолодание, ночью и к утру, а иногда и днем при слабом ветре можно ожидать появление туманов.
- Перед ночной грозой вечером туман не появляется: если появляется, то быстро рассеивается.
Находясь в море и имея данные о распределении температуры поверхностной воды, нужно выбирать, если возможно, наиболее высокие температуры — там вероятность тумана меньше.
Если утром роса или иней — тумана в ближайшие 12 ч не будет.
Источник
Туман
Туман — атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10° это мельчайшие 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).
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.
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.
Самое большое количество туманных дней на уровне моря — в среднем более 120 в году — наблюдается на канадском острове Ньюфаундленд в Атлантическом океане.
Среднегодовое число дней с туманом в некоторых городах России:
| Архангельск | 31 | Астрахань | 36 | Владивосток | 116 | Воронеж | 32 | Екатеринбург | 12 |
| Мурманск | 24 | Нарьян-Мар | 40 | Омск | 27 | Оренбург | 22 | Петропавловск-Камчатский | 94 |
| Сыктывкар | 21 | Томск | 19 | Хабаровск | 16 | Ханты-Мансийск | 15 | Южно-Курильск | 118 |
| Иркутск | 52 | Казань | 16 | Москва | 9 | Санкт-Петербург | 13 | ||
| Ростов-на-Дону | 36 | Самара | 41 |
Пирс в тумане. Остров Ванкувер, город Сидней
Горная дорога в тумане (шоссе D81 на Корсике)
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 и других областях.
Классификация
Морской туман в проливе Эресунн
Просёлочная дорога в тумане (Подмосковье, Наро-Фоминск)
Туман в Сан-франциско (Золотые ворота)
Туман на Волге около Нижнего Новгорода
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 пдиабатическое 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 еще в большей степени — фабричными трубами.
Характеристики туманов
Вид на Брагино (Ярославль)
Туман в Изборской Долине (Псковская область)
Показатель водность тумана используется для характеристики 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.
Источник