Що таке туман і чому він буває

Туман – явище природи, коли в атмосфері утворюється велика кількість водяної пари. В основному він виникає від зіткнення холодного і теплого повітря. Тумани бувають в будь-який час року, але частіше за все вони трапляються в кінці літа або восени, коли охолодження повітря відбувається швидше, ніж остигає земля. В результаті прохолодне повітря опускається на землю або воду, яка ще зберігає тепло, відбувається конденсат, і безліч водяних крапельок висять у повітрі. Виходить, ніби величезна хмара висить прямо над землею або водоймою. У місці, де утворився туман, вологість повітря становить 100%. Тумани бувають різними за своєю структурою. Якщо температура повітря не дуже холодна, вище 10 градусів морозу, то хмара туману складається із водяних крапельок. При температурі 10-15 градусів морозу хмара складається з суміші водяних крапельок з кристалами льоду. Якщо ж температура опускається нижче 15 градусів морозу, то утворюється крижаний туман, коли вся хмара складається з крижаних кристалів. У містах і населених пунктах тумани бувають більш щільними через те, що конденсат змішується з вихлопними газами і пилом.

Які бувають тумани

Тумани бувають різні. Це залежить від того, наскільки хороша видимість в місці туману.

• Димка – самий слабкий вид туману.
• Підземний туман – це туман, що стелеться над землею або водоймою тонким шаром. Цей туман не робить великого впливу на видимість.
• Туман, що просвічується – видимість при якому становить від декількох десятків до декількох сотень метрів. Через такий туман видно сонце і хмари.
• Суцільний туман, коли біляста хмара огортає землю, через неї неможливо розглянути буквально нічого на відстані декількох метрів, а іноді і на відстані витягнутої руки. При такому тумані стає неможливим рух на транспорті. Якщо водій потрапив у хмару суцільного туману, йому краще перечекати, коли туман розсіється.

Зустрічаються не тільки природні тумани, але і штучні. Штучні тумани виникають через промислову діяльності людини. Штучний туман складається з пилу, диму, вихлопних газів, хімічних речовин, інших продуктів горіння. Інакше його називають смогом. Смог одна з найбільших проблем сучасних мегаполісів, так як він завдає непоправної шкоди здоров’ю людини і забруднює навколишнє середовище.

Може виникнути сухий туман, він складається не з водяних крапель, а з пилу, диму і кіптяви. Це може статися через горіння торфовищ або через виверження вулкана.

Також до штучних туманів відноситься радіаційний туман, коли повітря охолоджується через присутність в ньому радіації.

Що таке туман пояснення для дітей

Під туманом мається на увазі хмара, яка знаходиться близько до поверхні землі. Між туманом і хмарою, яку ми бачимо на небі, немає різниці. Найчастіше туман утворюється в нічний час або рано вранці в низинах водойм. Туман утворюється коли холодні потоки повітря опускаються на поверхню суші або води, що не встигла охолонути.

§ 30. Хмари, їхні форми. Хмарність. Туман

Переглядаючи фотографії в підручнику, гортаючи наукові журнали, ви, звичайно, звернули увагу, яка неймовірно красива наша планета з космосу. На чорному фоні Всесвіту — куля з голубими океанами та білим мереживом хмар. Хмари, які зігрівають нашу Землю й одночасно рятують нас від пекучого проміння, дають нам чисту воду, зрошують поля і напувають річки та озера.

Але щоб зрозуміти, як утворюються хмари, треба спочатку пригадати з курсу «Природознавство», як відбувається колообіг води на нашій планеті і що таке конденсація.

Ми вже знаємо, що найбільше водяної пари міститься в теплому повітрі. Тепле повітря, піднімаючись на певну висоту, забирає з собою вологу, що випарувалася з поверхні океанів, морів, поверхні рослин (мал. 99).

Мал. 99. Схема колообігу води

А вже на великій висоті повітря охолоджується, водяна пара стає насиченою і розпочинається процес конденсації, тобто процес утворення крапельок води або кристаликів льоду. Скупчення таких крапельок води або кристаликів льоду в повітрі на певній висоті називають хмарою.

2. Різновиди хмар

Перша міжнародна класифікація хмар була запропонована ще в XIX ст. Ця класифікація надзвичайно багатогранна, бо ж хмари розрізняють за висотою утворення (за ярусами), за формою, за об’ємом води, за прозорістю, за внутрішньою структурою (дощові, снігові, мішані) тощо. Розглянемо приклади хмар за висотою утворення.

Мал. 100. Різновиди хмар в одному кадрі: шаруваті, купчасто-дощові, перисті

Хмари нижнього ярусу. Хмари, які утворюються низько над землею, до висоти 2 км, у теплу пору року складаються з дрібних краплинок води, а в холодну — з кристаликів льоду. Це шарувато-дощові хмари. Часто ці хмари повністю закривають небо і приносять довготривалі дощі.

Мал. 101. Хмари над схилами Чорногірського хребта, Українські Карпати

Вертикальні хмари. Є хмари, які розташовуються на великій висоті, до кількох кілометрів. Їх відносять до вертикальних хмар. Це купчасто-дощові хмари. Вони виділяються на небі кількома відтінками: верхня частина хмари біла, а нижня — сіра, темно синя, фіолетова, — через велику кількість водяних крапель. Ці хмари часто супроводжуються розрядами блискавок, приносять короткочасні зливи, інколи — град.

Мал. 102. Купчасті хмари

Хмари середнього ярусу. На висоті кількох кілометрів над поверхнею Землі формуються купчасті хмари — вражаючі за привабливістю і різноманітною формою. Вони, як шматочки вати, несуться по небу, інколи з великою швидкістю. Складаються в основному з дрібних крапель води і з кристаликів льоду. Такі хмари білого кольору, опадів не дають. Починають з’являтися на небі вранці, і до обіду їх може бути вже велика кількість, що є доказом зростання денної температури і процесу випаровування води. До вечора хмари поступово зникають, і це прогнозує сонячну погоду на наступний день.

Мал. 103. Перисті хмари

Хмари верхнього ярусу. На дуже великих висотах, переважно 8-12 км, хмари складаються тільки з дрібних кристаликів льоду. В екваторіальних широтах ці хмари розташовані найвище від усіх хмар — до 18 км. Переважно їх називають перистими або пір’ястими тому, що частіше нагадують нам великі пір’їнки у високому небі. Як правило, такі хмари напівпрозорі, дуже красиві й опадів не дають. Коли в сонячні дні високо в небі з’являються перисті хмари — це означає, що погода зміниться. Тому такі хмари називають «провісниками зміни погоди».

3. Оцінка хмарності

Хмарність неба прийнято оцінювати за 10-бальною шкалою. Якщо ясне небо – нульова хмарність, якщо все небо затягнуте хмарами — 10 балів. Якщо умовно 10% неба вкрите хмарами — хмарність становитиме 1 бал.

Але для чого спостерігати за хмарністю?

Хмарність — надзвичайно важлива характеристика стану атмосфери для певної місцевості. Адже з хмарами на сушу приходить волога. Якщо дуже низька та густа хмарність — швидше за все на цю територію прийшло холодне й вологе повітря.

Велику небезпеку несуть грозові хмари. В такі дні не варто перебувати на відкритій місцевості і якнайшвидше треба потурбуватися про надійне укриття.

Тож, глянувши на небо, ми завжди можемо візуально оцінити, яка його частина вкрита хмарами і чи безпечні хмари, що проходять над нашою місцевістю.

Практикуймо

Проведіть власне спостереження за хмарністю неба:

• 1. Оцініть хмарність за 10-бальною шкалою.
• 2. Використовуючи електронний визначник хмар, визначте тип хмар.
• 3. За станом хмарності спрогнозуйте зміну погоди на наступні дні.

4. Утворення туману

Туман — одне із найцікавіших і небезпечних явищ на Землі. Найцікавіших, бо через обмеження видимості з туманами пов’язують містичні події. І небезпечних, бо через недотримання правил безпеки тумани частіше стають причиною транспортних пригод.

Якщо водяна пара охолоджується не у високих шарах атмосфери, а в нижньому шарі, безпосередньо над поверхнею землі, то в повітрі утвориться туман.

Туман — це скупчення конденсованої водяної пари над поверхнею землі.

Інколи ми кажемо, що туман — це та сама хмара, яку ще не встигло прогріти сонячне проміння і яка ще не піднялася високо в небо (див. мал. 23). І це цілком вірно.

Процес утворення туману частіше відбувається тоді, коли на теплу вологу землю приходить холодне повітря. Біля поверхні землі водяна пара в повітрі стає насиченою і починає конденсуватись — утворюються дуже дрібні крапельки води, що зависають в повітрі. Інколи їх так багато, що видимість зменшується до кількох метрів. Як тільки сонце підніметься вище над горизонтом і прогріє землю — туман зникне, а водяна пара випарується.

Тумани можна спостерігати в літній ранок над озерами, ставками та прилеглими до водних об’єктів територіями.

Пізнаймо більше

Міжнародна метеорологічна організація в 1896 р. випустила перший «Міжнародний атлас хмар», у якому зібрала всі види хмар, що на той час були відомі на Землі (28 кольорових фотографій). Також у цьому атласі були подані фотографії та опис атмосферних явищ. Атлас оновлювали багато разів, додаючи фотографії нових хмар. Останній раз — у 2017 році. На сьогодні — це 280 тис. знімків, зроблені фотографами-любителями зі всього світу.

В Україні у 2020 р. випущений «Атлас хмар України», куди увійшли найкращі фотографії хмар, зафіксовані учнівством, учительством та науковими працівниками / працівницями у 2020 р. над територією нашої країни.

Знаймо, вміймо і використовуймо в житті

Спостерігаючи за хмарами, ми можемо пізнати причини їх формування, навчитися розрізняти їх за видами та прогнозувати зміну погоди. Адже хмари відіграють дуже велику роль у перерозподілі вологи на нашій планеті.

Практикуймо

• 1. Яке значення мають хмари для всього живого на нашій планеті?
• 2. Яку погоду прогнозує зменшення купчастих хмар після полудня?
• 3. Яку погоду прогнозує поява перистих хмар?
• 4. Чи може купчасто-дощова хмара принести град, якщо біля поверхні землі температура становить +28°С, а верхня межа хмари сягнула 6 км висоти?
• 5. Де на Землі цілорічно спостерігається малохмарна погода?

✅Туман — види, причини та умови утворення

Можна порівняти туман з хмарами. Але головна відмінність полягає в тому, що краплі води в першому випадку не досягають верхніх шарів атмосфери, вони залишаються внизу.

З загадковим серпанком, який стелиться по землі, пов’язано безліч містичних історій і легенд. А насправді це звичайне природне явище, але іноді воно несе небезпеку для водіїв і моряків.

Явище природи

Саме визначення туману зустрічається в багатьох підручниках і енциклопедіях. Значення цього слова наступне: конденсат, що з’являється через конфлікт між холодними і теплими масами. Тобто це непрозоре повітря, насичене парами води і забруднене димом і пилом.

Туман з’являється через те, що в нижніх атмосферних шарах накопичуються краплі або крижані кристали. Структура цих частинок залежить від температури навколишнього середовища. Краплі тримаються при позначці градусника не нижче +10, А лід з’являється при -15 і менше. Але іноді обидва стани змішуються, виходить Туманний гібрид.

Туман вважається однією з різновидів хмар через схожих фізичних характеристик. Але перша тримається набагато менше за часом. А також у туману невелика щільність в порівнянні з хмарами.

Хоча природне явище здається простим, воно залежить від декількох факторів:

Процес утворення туману досить цікавий. Для його появи пар повинен бути перенасиченим, тобто відрізнятися від того, що виникає під час закипання води.

Туман часто лякає дітей тим, що в ньому нічого не видно і можна заблукати. Насправді дуже щільний туман зустрічається рідко і тільки у вологу похмуру погоду. Сама по собі пелена безпечна, в ній немає шкідливих речовин. Хоча в смозі накопичуються відходи промислових підприємств, їх занадто мало, щоб завдати значної шкоди організму людини.

Загальні відомості про туман

Поява туману не залежить від сезону, він виникає в будь-який час року. Але найщільніші тумани утворюються влітку. У теплі місяці краплі води притягують пил, тому після випаровування над поверхнею сухої землі вони стають більш важкими і великими. Радіус однієї частинки може досягати 15 мкм. Чим вони більші, тим швидше з’являється туманна хмара. При цьому змінюється його колір. У густого туману білий відтінок, при зниженні щільності він стає блакитним.

Дрібний конденсат краще відбиває сонячні промені, тому часто в тумані видно кольорові смуги. А великі краплі світло розсіюють однаково, через це з’являється молочно-білий відтінок. У холодних регіонах восени та взимку можна спостерігати рідкісне явище — крижаний туман. При цьому вологість повітря дуже висока – близько 98-100%.

Іноді пелена виникає і під час морозу. Але зимовий туман з’являється зазвичай в містах – на вокзалах і станціях. Через згоряння палива тут утворюється пара, який і вступає в реакції з негативною температурою повітря.

У холодну погоду туман стелиться і над річками. Це явище виникає також через перепади температури. У водоймі вода набагато тепліше, ніж повітря над ним. Потоки зустрічаються, змішуються і утворюють туман. Це найтриваліші явища.

Восени сланкий туман можна помітити над континентами, а навесні він частіше з’являється над морями та океанами.

Туман за своєю структурою неоднорідний. Часом здається, що нижні шари набагато щільніше тих, які піднялися вище над землею. Насправді такий ефект виникає через розміри крапель. Вгорі вони великі, а внизу дрібні, тому утворюють щільну подушку.

На планеті є місця, де тумани бувають не тільки вранці або під час морозної погоди. У деяких регіонах це часте явище, до якого вже звикли всі жителі. Але зазвичай в таких районах ще й випадає багато опадів. Атлантичне узбережжя Канади (Ньюфаундленд) і Лондон часто виявляються прихованими в білому туману.

Утворення туману

Різні шари повітря відрізняються температурою. Теплі потоки спрямовуються вгору, холодні линуть до землі. Коли дві різні маси зустрічаються, виникає конденсація. Маленькі краплі води застигають в повітрі, через що і з’являється хмара.

Основна причина туману – це підвищена вологість.

Явище рідко можна помітити в регіонах з сухим кліматом. Тільки при екстремально низькій температурі в посушливих місцях утворюється туман. Зате туман часто виникає над водоймами і в низинах, особливо в ранковий час. Тут повітря охолоджується набагато швидше землі і води.

Дитина може провести експеримент в домашніх умовах і спробувати створити туман в будинку. Для досвіду знадобиться підготувати кілька предметів:

• вода;
• скляна банка;
• кухонний термометр;
• чайник;
• металеве сито;
• кубики льоду.

Воду потрібно нагріти, але не кип’ятити — до 60-80 градусів. Краще перевірити її термометром. Потім її акуратно заливають в скляну банку. Краще налити зовсім небагато, покрутити ємність і додати рідину, що залишилася. Через хвилину більшу частину води виливають в миску, залишаючи в банку всього 2-3 см заповненими.

Після цього на шийку ємності поміщають металеве сито. Його решітка повинна опуститися всередину, але не торкатися води. У сито викладають кілька крижаних кубиків, робити це потрібно дуже швидко. Через реакцію вологого гарячого повітря всередині банки і холодного льоду в ємності утворюється туман.

Його можна затримати, бризнувши спреєм для волосся прямо на повітряні потоки. А також є можливість зробити туман кольоровий. Для цього достатньо додати кілька крапель барвника в гарячу воду. А якщо залити флуоресцентні фарби, то пелена буде світитися. Можна провести експеримент в нічний час, тоді банку на кілька хвилин замінить світильник. Щільна пелена потримається 10-15 секунд, а в міру охолодження банки вона буде розсіюватися.

Для визначення щільності використовується вираз “водність туману”. Цей показник характеризує загальну масу крапель води в одній одиниці об’єму димки. Зазвичай водність досягає 0,1 г/кубічний метр, але при високій щільності доходить до 1,5 г/куб.м. прозорість залежить від розміру водних частинок. Радіус крапель зазвичай не перевищує 15 мкм, але іноді він доходить до 60 мкм. Чим вище температура повітря, тим більше краплі конденсату.

Особливості видів туману

Існує кілька видів туману, вони відрізняються фізичними властивостями. За цими характеристиками можна більше дізнатися про природні атмосферні процеси. Виділяють кілька видів:

При поземному тумані конденсат збирається прямо над поверхнею землі. Туман не дуже щільний, тому він практично не погіршує видимість. Пелена стелиться суцільним полотном по одній ділянці або покриває кілька пагорбів, періодично перериваючись. Зазвичай вона з’являється на світанку або при настанні сутінків.

Досвідчений спостерігач може передбачити утворення туману. Якщо вечір тихий і ясний, а температура опустилася настільки, що вже випадає роса, то шанс появи поземки дуже високий. Чим більше охолоне повітря, тим швидше буде стелитися туман.

У просвічує туману середня щільність конденсату. Але по горизонталі огляд погіршується на відстані в 150-200 метрів. А по вертикалі легко розглянути небо. Вдень при ясній погоді видно сонце і хмари, вночі — місяць і зірки. Суцільний туман відрізняється непрозорістю. Навіть на відстані витягнутої руки складно розглянути предмети. У таку погоду краще відмовитися від пересування на транспорті.

Існують ще крижаний або морозний туман. Він з’являється тільки взимку при низькій температурі повітря.

А утворюють його крижані кристалики. Вони виблискують і переливаються на сонячному світлі. Але побачити таке явище можна тільки в тих регіонах, де вода здатна залишатися рідкою навіть при -40 градусах.

Характеристика туману

Тумани ділять на два види за способом формування — охолодження і випаровування. У першому випадку конденсат утворюється, коли температура повітря нижче точки роси. А другий варіант виникає зазвичай над водоймами або вологою сушею. Поверхня нагрівається і віддає зайву вологу повітрю. Різниця температур при цьому повинна бути не менше 10 градусів. Туман випаровування піднімається на кілька метрів.

А також утворення димки залежить від синоптичних факторів. Залежно від них бувають такі види туманів:

Внутрішньомасові тумани з’являються тільки в однорідних повітряних масах. Це пелена охолодження, її поділяють на радіаційну і адвективну. Перший варіант виникає при легкому бризі, ясній погоді і відсутності грозових хмар. Для формування димки потрібні антициклони. При радіаційному охолодженні ґрунту і вологе повітря сприяють появі туману. Він тримається тільки вночі і розсіюється на світанку. Але коли земля замерзає, пелена може залишатися на кілька діб. Усунути її може тільки вітер, що дме зі швидкістю 4-5 метрів в секунду.

У промислових зонах часто з’являється смог. Його теж відносять до радіаційного туману. Але, крім крапель води і частинок пилу, він містить гар і вихлопні гази. У деяких регіонах смог тримається над поверхнею Землі постійно.

Адвективний туман з’являється під час руху нагрітого повітря над більш холодною сушею або водою. Щільний стан у туману виникає, коли небо затягує хмарами і йдуть опади. Пелена утворюється тільки в теплих секторах циклону. Згустки туману нависають над величезними територіями і тримаються по кілька діб. До адвективного виду відноситься і морський туман.

Фронтальний варіант з’являється тільки на стику різних атмосферних фронтів. При падінні тиску знижується і температура повітря. У зоні фронту починають йти опади, але вони швидко випаровуються і перетворюються в пар. Іноді туман зливається зі стіною дощу, тому охоплює велику площу.

Сухий туман ще називають імлою. Це суміш водяних крапель, пилу, промислових відходів і піску. Іноді такий туман змішується з вологими випарами, через що з’являється волого-суха маса. Імла зникає тільки під впливом сильного вітру, без нього вона довго тримається над земною поверхнею.

Вплив на людину

Тумани тримаються від декількох годин до доби. У холодну погоду або при зіткненні потоків з великим перепадом температури пелена залишається над землею на 4-5 днів. Основна причина розсіювання полягає в прогріванні повітря.

Як тільки сонячні промені прогріють землю, атмосфера над нею також теплішає. Краплі випаровуються і перетворюються в пар. Серпанок розсіюється слабкіше на великій висоті. Адже у верхніх атмосферних шарах повітря знову охолоджується. Пар знову перетворюється в краплі, а вони формують Хмари.

Тумани вважаються відносно безпечними природними явищами. Але насправді вони можуть створювати деякі проблеми людині.

Часто у тих, хто живе в туманних місцевостях, псується настрій і розвивається депресія. Це безпосередньо пов’язано з тим, що через щільну пелену важко пробитися сонячному світлу. А від його нестачі страждає людський організм.

Смог заважає руху автомобілів і літаків. Висока вологість виводить прилади з ладу. Водяні краплі туману мають різну концентрацію, тому видимість погіршується, іноді доходить до нульової. Пілотам при зльоті і посадці важче, ніж водіям автомобілів. У рідкісних випадках виліт рейсів затримують саме через пелену, що застилає аеродром.

Але можна використовувати тумани і на благо. Конденсат діє зцілююче на шкірні покриви. А також він необхідний для пророщування деяких сільськогосподарських культур. Білу пелену цікаво вивчати, спостерігати за нею і проводити експерименти вдома.

Таблиця з поясненнями на тему “Різновиди туману та умови їх утворення”

Висновок

Туман – це метеорологічне явище, що може утворюватися в різних умовах і мати різні форми. Від радіаційного туману, який виникає через втрату тепла земною поверхнею вночі, до адвективного туману, що формується через рух теплого повітря над холодною поверхнею, кожен тип туману має свої унікальні характеристики та умови утворення.

Знання про ці особливості є важливим для розуміння погодних умов та може допомогти в плануванні заходів з безпеки та адаптації до цих метеорологічних умов.