Лекция 10. Туманы

Учебные вопросы:

1. Определение и характеристики туманов

2. Образование и трансформация туманов

3. Классификация туманов по механизму образования

4. Особенности туманов охлаждения

5. Особенности туманов испарения

6. Особенности техногенных туманов

7. Особенности фронтальных туманов

8. География туманов

9. Экологическая роль туманов

Определение и характеристики туманов

Туманом принято называть скопление капелек воды или микрокристаллов льда в приземном слое воздуха толщиной от единиц до нескольких сотен метров, при котором по направлению вдоль земной поверхности дальность видимости не превышает 1 км.

Важнейший параметр тумана - его интенсивность. Для оценки интенсивности тумана используют два подхода.

Первый исходит из того, что содержащиеся в воздухе капли и кристаллы воды существенно влияют на прозрачность атмосферы. Поэтому изменение дальности видимости в тумане может служить для оценки его интенсивности.

С учетом этого принято считать, что туман может быть сильным, умеренным и слабым.

В сильном тумане видимость не превышает 50м.

В умеренном тумане видимость составляет от 50 до 500м

В слабом тумане видимость от 500 до 1000м.

Если видимость на уровне земной поверхности составляет от 1 до 2 км, данное состояние атмосферы принято называть умеренно и дымкой.

При видимости от 2 до 10 км имеет место слабая дымка.

Дальность видимости наблюдатель определяет "на глаз". Чем он опытнее, тем в равных условиях оценка этой характеристики точнее.

Изменение условий наблюдения также может стать причиной погрешности оценки дальности видимости одним и тем же даже самым опытным оператором. Одной из причин погрешностей является наличие неучтенных местных источников увлажнения воздушной массы (выпадение теплого дождя вечером, поступление в атмосферу продуктов сгорания топлива).

Как видим, достоинством рассмотренного подхода является простота, а недостатком - его относительность и неточность. Подход не требует для своей реализации специального оборудования.

Другой подход в этом смысле является диаметрально противоположным. Он основан на определении таких характеристик тумана как его водность и лёдность, связывающих интенсивность тумана с количеством жидкой или твердой атмосферной воды, содержащейся в единице его объема.

Водность - характеристика интенсивности тумана, состоящего из капель воды (т.н. водяного пли смешанного). Водностью называется суммарная масса воды в жилкой фазе (в виде капель), содержащаяся в 1 куб. м. тумана.

Лёдность - аналогичная характеристика тумана, содержащего кристаллики льда. Лёдностью называется суммарная масса воды в твердой фазе (в виде кристаллов льда), содержащегося в 1 куб. м. тумана.

Нетрудно видеть, что и водность, и лёдность тумана являются абсолютными и объективными характеристиками, однако простых технологий их прямого измерения в настоящее время неизвестно. Обе характеристики тумана, как правило, рассчитывают по результатам измерения других его тепло физических характеристик.

В тумане капли имеют разные диаметры. Поэтому еще одной их характеристикой является распределение капель по диаметрам. Под этим распределением понимается зависимость от диаметра капель их концентрации.

Наиболее часто применяемыми параметрами распределения капель по диаметрам являются:

-мода (наиболее вероятное значение диаметра капель в тумане);

-среднее (среднее арифметическое диаметров всех капель, в 1 м³ воздуха, содержащего туман);

-дисперсия (среднее арифметическое квадратов отклонений от среднего величин диаметров капель, содержащихся в 1 м³ воздуха, содержащего туман).