Радиационный туман что это такое
Что такое радиационный туман и опасен ли он
Что такое радиационный туман
Радиационный туман является результатом радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы. То есть это туман, возникший над поверхностью почвы, выхолодившейся путем излучения, отсюда и его название.
При каких условиях возникает
Радиационный туман возникает чаще всего именно в ночное время в условиях антициклона при безоблачной погоде и небольшом ветре. Часто этому способствует температурная инверсия, которая препятствует подъему воздушной массы.
Как правило, такие туманы рассеиваются к утру — после восхода солнца. Однако в холодное время года они могут сохраняться по несколько суток. В промышленных районах иногда превращаются в смог.
Разновидности радиационного тумана
Радиационный туман может быть высоким и поземным.
Высокий туман возникает над большими площадями суши в холодное время года вследствие длительного выхолаживания земной поверхности. Образуется преимущественно сверху, а затем постепенно распространяется вниз до земной поверхности.
Поземный туман возникает невысоко над почвой — всего лишь в метрах или десятках метров в ночное время. Его образованию способствуют низины и близость болот.
Летом быстрый прогрев поверхности рассеивает радиационный туман через 1-2 часа после восхода солнца. Осенью он может сохраняться в течение 3-5 часов после восхода солнца. Зимой — в течение всего дня, если не изменится синоптическая обстановка.
Опасен ли радиационный туман для человека
Как объясняют специалисты, радиационный туман не страшен для человека, потому что не имеет ничего общего с опасной радиацией — ядерным ионизирующим излучением.
Это всего лишь часть радиационного обмена между нижними слоями атмосферы и поверхностью земли.
Увидели ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите «Ctrl+Enter»
Радиационный туман: что происходит в Москве
Научный руководитель Гидрометцентра Роман Вильфанд объяснил природу тумана, опустившегося накануне на Москву и Подмосковье. По его словам, в этом явлении нет ничего сверхъестественного, человеческий фактор тоже в данном случае не замешан, заявил Вильфанд, его цитирует «Интерфакс».
По словам метеоролога, нисходящее движение по вертикали при области высокого давления препятствует облакообразованию. Днем солнце нагревает приземные слои атмосферы, а ночью происходит резкое охлаждение воздуха и образуется туман. По оценке синоптика туман может продержаться в регионе еще несколько часов. И если антициклон не будет отходить и вероятность тумана повысится, Гидрометцентр вечером выпустит об этом предупреждение.
Вильфанд рассказал, что явление, наблюдаемое сейчас в Москве, называется радиационным туманом. Но никакого отношения к радиоактивности это не имеет, успокаивает он. «Это хорошо изученный физический процесс», — рассказал синоптик РБК.
В Центре погоды ФОБОС ведущий специалист Михаил Леус подтвердил версию Гидрометцентра о причинах появления плотного тумана, накрывшего столичный регион. Он назвал явление абсолютно естественным для Москвы и Мособласти.
Ранее сообщалось, что в московских аэропортах из-за тумана отменены или задерживаются почти 150 рейсов, экипажи 30 самолетов решили уйти на запасные аэродромы. ГАИ посоветовала жителям региона без крайней необходимости не садиться за руль. В регионе действует желтый уровень погодной опасности.
Вильфанд объяснил появление «радиационного тумана» в Москве
Научный руководитель Гидрометцентра Роман Вильфанд в разговоре с РБК рассказал, что явление, наблюдаемое сейчас в Москве, называется «радиационный туман». Но никакого отношения к радиоактивности это не имеет, успокаивает он.
«Суть его [явления] в том, что при малооблачном небе ночью происходит интенсивное охлаждение подстилающей поверхности за счет выделения длинноволновой радиации (излучения. — РБК). Подстилающая поверхность существенно охлаждается, и приземный слой воздуха также охлаждается. Вчера температура была выше, это совпало с отсутствием облачности. А облачность выделяет встречное длинноволновое излучение, охлаждения подстилающей поверхности не происходит. Сегодня при отсутствии облаков резко охлаждается почва, приземный слой воздуха. В холодном воздухе происходит концентрация молекул водяного пара, это и называется туманом. Это хорошо изученный физический процесс», — рассказал синоптик.
По прогнозам Росгидромета, туман рассеется примерно после 11:00 мск. С этим согласны и в центре «Фобос»: ведущий специалист Михаил Леус подтвердил версию Гидрометцентра о причинах появления плотного тумана, накрывшего столичный регион.
«Это абсолютно естественное для Москвы и Мособласти явление. Оно чисто метеорологическое, связано с выхолаживанием воздуха, резким понижением температуры в вечерние часы в условиях антициклональной тихой, спокойной погоды», — сказал Леус РБК.
В московских аэропортах из-за тумана отменены или задерживаются почти 150 рейсов, экипажи 30 самолетов решили уйти на запасные аэродромы. ГАИ посоветовала жителям региона без крайней необходимости не садиться за руль.
Накануне Гидрометцентр ввел из-за тумана желтый уровень погодной опасности в Москве и Московской области.
Туманы
Туман — это скопление мелких капель воды, возникающее при определенных условиях в атмосфере в непосредственной близости от поверхности суши или воды.
Туман стелется над самой поверхностью, образуя слой толщиной от нескольких метров до десятков, иногда сотен, метров. Он снижает горизонтальную видимость, ограничивает ее расстояниями от километра (слабый туман)
до нескольких метров (очень сильный туман).
Диаметр капель воды в тумане принимает значения примерно от 0,5 до 100 мкм. В обычном тумане диаметр капель порядка 10 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капли (менее 1 мкм), его называют дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр 100—200 мкм), то это так называемая морось. Количество капель в 1 см3 тумана примерно от 100 до 1000.
Важной характеристикой тумана является его водность — общая масса всех водяных капель в единице объема. Водность тумана обычно не превышает 0,1 г/м3. В особо плотных туманах она может достигать 1 г/м3. Эти числа могут показаться очень малыми. Ведь собрав воедино все капли из тумана, занимающего объем 1000 м3 и имеющего водность 0,1 г/м3, мы получим всего лишь полстакана воды (100 г). Поэтому кажется удивительным, как быстро намокает одежда у того, кому пришлось окунуться в промозглую сырость тумана.
Классификация туманов
Дымка — сильно-разреженный туман, представляющий собой однородное серое или голубое помутнение атмосферы. Горизонтальная дальность видимости при таком явлении составляет 1—9 км. Может предшествовать туману или появляться после него, а также существовать как самостоятельное явление. Дымка зачастую сопровождается жидкими и смешанными осадками вследствие увлажнения воздуха в приземном слое атмосферы за счёт частичного испарения выпадающих осадков. Относительная влажность при дымке превышает 85—90 %. Её часто путают с мглой (ухудшением видимости вследствие пыли, дыма, смога и т. д.).
Поземный туман — туман, низко стелящийся над поверхностью земли или водоёма сплошным тонким слоем или в виде отдельных клочьев. Горизонтальная видимость при этом составляет менее 1 км. Образуется в вечернее, ночное и утреннее время. Отдельно отмечается поземный ледяной туман — туман, состоящий из кристалликов льда и наблюдаемый при температуре воздуха ниже −10…-15°С.
Туман
Дымка
Поземный туман
Просвечивающий туман
По условиям образования туманы условно делятся на туманы испарения, охлаждения и городские.
При определённых условиях водяной пар воздуха конденсируется и остаётся в подвешенном состоянии в воздухе.
Для образования тумана нужно, чтобы:
— в атмосфере были ядра конденсации – аэрозольные частицы в виде капель растворов солей и кислот, твёрдых частиц, растворимых в воде или смачиваемых в ней (почвы, горные породы, дым).
-водяной пар стал насыщенным или перенасыщенным.
Туманы охлаждения
Главное условие образования туманов охлаждения – воздух должен быть изначально теплее подстилающей поверхности. Появляются в результате охлаждения поверхности, а от неё и воздуха (радиационные), или при вторжении тёплой воздушной массы на холодную подстилающую поверхность (адвективные туманы).
Они возникают:
-если воздушные массы нагреваются от реки и передвигаются в сторону заснеженной земли. Или нагретая над берегом воздушная масса передвигается к морю и охлаждается;
-если получивший тепло от воды воздух поднимается по склонам гор. Там он охлаждается, влага в нём конденсируется и затуманенный тяжёлый воздух спускается снова к реке;
-когда нагретая за день земля остывает быстрее воздуха, который отдавая тепло земле, охлаждается.
Туманы испарения
Возникают при наличии более тёплой по сравнению с воздухом поверхности. Пары воды, испаряясь с неё, охлаждаются и конденсируются.
Предположим, что имеется хорошо прогреваемый Солнцем водоем (пруд, озеро, мелководная бухта). За ночь воздух над поверхностью воды охлаждается в большей степени, чем сама вода; его температура оказывается заметно меньше. Над водой возникает утренний туман испарения. Он весьма нестоек. Взойдет Солнце, и он быстро исчезнет.
Холодный воздух переносится ветром в горизонтальном направлении и оказывается над теплой водой. И тут же над водой начинает образовываться туман.
Такой туман можно наблюдать, например, в Арктике, когда массы холодного воздуха над льдами перемещаются на открытую воду.
Туманы охлаждения – туманы возникающие при изобарическом охлаждении воздуха.
Туманы испарения – туманы, возникающие при изотермическом повышении плотности водяного пара.
Городские туманы (смог)
Это туманы, смешанные с дымом и газом.
Выделяют:
-влажный Лондонский туман (с продуктами горения);
-сухой Лос-Анджелесский (с выхлопами автомобилей);
-ледяной Аляскинский смог.
В Москве смог от автомобилей, в Якутске зимой из-за отопительных систем.
Атмосфера и климат
Сайт об атмосфере, климате и метеорологии
Возникновение тумана
Туман, особенно часто встречающийся на побережьях, в действительности бывает слоистым облаком, расположенным непосредственно у земной поверхности. Этот плотный покров сконденсированного водяного пара образуется в результате охлаждения воздуха, содержавшего насыщенный пар.
Туман представляет собой слоистое облако на земной поверхности, состоящее из микроскопических капель воды или кристаллов льда. На автомобиле, движущемся в переохлажденном тумане, может появиться ледяная корка.
Туман образуется в случае поступления водяного пара в теплый воздух или при охлаждении влажного воздуха до температуры, более низкой, чем точка росы. Воздух может охлаждаться при вторжении в данную местность нового, еще более холодного воздуха. При этом пар, содержащийся в воздухе, конденсируется и над земной поверхностью возникает туман более или менее значительной вертикальной протяженности.
Существуют различные виды тумана. Они подразделяются в зависимости от процессов их образования и места появления. Все классификации туманов имеют более или менее описательный характер.
Мы выделим здесь три основных вида тумана. Каждый из них возможен при несколько различающихся условиях. Этими тремя видами являются: радиационный туман, адвективный туман и фронтальный туман.
Радиационный туман. Радиационный туман известен также под названием приземного. Этот вид тумана возникает при быстром охлаждении нижнего слоя воздуха путем теплообмена с земной поверхностью. В этом случае приземный воздух охлаждается, а над ним оказывается более теплый воздух. Если при этом воздух неподвижен, туман образуется слабый или вообще не возникает. Но если есть легкий ветер, образование тумана идет очень интенсивно. Однако при более сильном ветре туман рассеивается вследствие перемешивания воздуха. Легкий же ветер в районе образования тумана приводит к распространению конденсации на более высокий приземный слой атмосферы. При этом туман становится более густым. Утром, когда солнечные лучи начинают прогревать воздух, капли тумана испаряются, т. е. снова превращаются в водяной пар, и туман рассеивается.
В местностях, расположенных на значительной высоте над уровнем моря, радиационный туман может появиться на склонах гор. Более плотный воздух стекает по склонам вниз и образует плотный и высокий туман в долинах, лежащих между возвышенностями.
Радиационный туман чаще возникает осенью и зимой, когда бывает сравнительно высокая относительная влажность воздуха, а также значительная продолжительность ночи. Радиационный туман появляется также в центрах областей повышенного давления, обычно характеризующихся слабым ветром и безоблачным небом. В сравнительно устойчивом воздухе радиационный туман, возникший вечером или ночью, может удерживаться в течение всего дня.
Адвективный туман. Адвективный туман образуется в воздухе, движущемся над местностью, в которой температура поверхности ниже температуры натекающего воздуха. Когда сравнительно теплый воздух двигается над более холодной сушей или водоемом, он быстро охлаждается, а водяной пар в нем начинает конденсироваться. Появляется густой низкий туман. Иначе говоря, пар в нижнем слое атмосферы быстро становится насыщенным и возле земной поверхности образуется слоистое облако, имеющее значительную вертикальную протяженность. Туман этого вида может наблюдаться в любое время суток, а не только в холодные ночные часы.
Адвективный туман чаще всего появляется на побережьях, а также в районах, частично покрытых снегом и перемежающихся с бесснежными участками. В умеренных широтах такие туманы образуются в тех случаях, когда теплые южные ветры переносят воздух на север, т. е. в более холодные климатические области.
В северных районах Атлантического побережья США часто наблюдаются высокие адвективные туманы. Они чрезвычайно опасны для судоходства между США, Канадой и Европой. В зимние месяцы основные судоходные линии переносятся в более южные районы, чтобы корабли могли избежать встречи с туманами, образующимися у берегов Ньюфаундленда.
Если адвективный туман возникает над открытым морем, его называют морским туманом. Это бывает в том случае, когда теплый воздух перемещается над более холодной поверхностью моря и охлаждается путем теплопроводности. Он может появляться также над такими районами океана, где поблизости друг от друга проходят течения, заметно различающиеся по температуре, так как находящиеся над ними массы воздуха перемешиваются. Морские туманы могут быть очень продолжительными. Иногда они не рассеиваются в течение нескольких недель.
В горных районах могут возникать туманы склонов. Это происходит, когда вследствие адиабатического охлаждения теплый воздух, встречающий на пути гору, вынужден подниматься по’ ее склонам. Быстро расширяясь, поднимающийся воздух понижает свою температуру до точки росы, что и вызывает появление густого горного тумана.
Фронтальный туман. Фронтальные туманы возникают в местах соприкосновения двух воздушных масс с различными свойствами. Такие места называются фронтальными зонами или проето фронтами. Фронты встречаются в атмосфере очень часто, но не все они обязательно сопровождаются туманом.
Чаще всего фронтальный туман наблюдается перед теплым фронтом. Такой туман может быть очень продолжительным. Обычно ему сопутствует выпадение осадков. Фронтальные туманы часты на восточном побережье США.
Фронтальные туманы образуются также и на некоторых холодных фронтах, но реже, чем на теплых, и не на столь обширных площадях, что объясняется меньшей шириной зоны, занятой холодным фронтом, по сравнению с теплым.
Фронтальные туманы — постоянная угроза для всех видов транспорта. Они наносят большой ущерб, когда приходится отменять полеты на авиалиниях или изменять маршрут полета. Даже при современных средствах посадки самолета по приборам туманы все еще остаются проблемой для военной и гражданской авиации.
Туманы на море стали причиной многих столкновений кораблей. Они особенно опасны на линиях, проходящих через Северную Атлантику, где встречаются айсберги. Гибель «Титаника» произошла из-за столкновения с айсбергом.
В таких крупных промышленных центрах, как Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Лондон, нередко туман, смешиваясь с дымом, образует так называемый смог. Смоги наносят огромный вред здоровью людей. Смешение густого тумана с промышленным дымом в индустриальных центрах очень опасно, особенно для людей с сердечными заболеваниями и с болезнями дыхательных путей. Дополнительная нагрузка на дыхание и кровообращение таких больных во время продолжительных смогов нередко приводит к смертельному исходу.
Сажа, находящаяся во взвешенном состоянии в воздухе городов и крупных промышленных районов, способствует образованию тумана и смога. В таких районах в атмосферу выбрасывается большое количество ядер конденсации. В результате нарушается нормальный термический режим и циркуляция воздуха. Загрязнение воздуха влияет даже на погоду, так, температура ночью в промышленных районах понижается медленнее обычного.
Один из известных случаев смога с большим числом смертных случаев произошел в Лондоне в декабре 1952 г. В холодной воздушной массе, располагавшейся над городом, сформировалась инверсия, которая затормозила перемешивание в приземном слое атмосферы. Промышленный дым, продолжавший поступать в атмосферу, смешивался с неподвижным насыщенным влагой воздухом и образовал над городом густое облако с высоким содержанием окислов серы. Это облако явилось главной причиной раздражения дыхательных путей. Число смертных случаев в день возросло. К середине первой недели после начала смога было зарегистрировано почти 1000 смертных случаев, вызванных этим смогом. Влияние смога замечалось еще на протяжении нескольких недель после того, как он рассеялся. Все это время число смертных случаев оставалось выше нормы.