это конденсация или парообразование, как он появляется, можно ли назвать его водяным паром?
Содержание
- Что это такое?
- Как появляется?
- Водяной пар
- Можно ли назвать туман водяным паром?
- Образование тумана – конденсация или парообразование?
- Почему туман нельзя считать водяным паром?
- Заключение
Что это такое?
Безусловно — это природное явление. Мельчайшие капельки воды или льда скапливаются в нижних слоях атмосферы в виде взвеси.
Капли воды парят в воздухе, сгущаются и делают его непрозрачным. От дыхания в холодную погоду изо рта вырывается «дымка».
Утром можно наблюдать влагу, осевшую на траве, на стеклах автомобилей. Это оседает туман, состоящий из мельчайших капель воды.
Как появляется?
В атмосфере земли постоянно происходит движение воздушных масс. Причем холодные массы, как более тяжелые и насыщенные влагой стремятся вниз. Теплые массы — более легкие и располагаются вверху.
При столкновении теплых и холодных фронтов мельчайшие капли воды скапливаются в воздухе, образуя облачка.
Формирование явления связано с такими факторами как:
- разница температур между воздушными массами;
- скорость ветра;
- влажность.
По сути – это та же вода в мельчайших частицах. Когда происходит взаимодействие сильно охлажденных атмосферных масс с менее холодными появляется «морозный туман», состоящий из крохотных ледяных кристаллов.
Откуда берется туман, подскажет видео:
Водяной пар
Водяной пар – это вода в газообразном состоянии (прозрачная), имеющая температуру более 100°C. Образование пара происходит при нагреве жидкости до температуры кипения, он обладает большой кинетической энергией, которую человек научился использовать для своих целей.
Благодаря созданию Джеймсом Ваттом современного парового двигателя работа пара активно используется в промышленности, транспорте и быту. Он движет турбины, локомотивы, раздувает горны плавильных печей, помогает отпаривать белье при глажке.
Можно ли назвать туман водяным паром?
Пар – это прозрачный газ, образовавшийся в результате нагрева жидкости.
Мельчайшие частицы воды, находящиеся в жидком состоянии, сконцентрированные в облако, образуют туман.
В быту человек часто наблюдает дымку над чайником, когда кипятит воду — это образуется туман. Он виден – его никак нельзя назвать водяным паром. И наоборот: водяной пар прозрачен – это газ.
В природе пар трудно встретить, за исключением горячих источников, он составляет с горячей водой единую термодинамическую систему. Такое явление, как туман, наблюдается часто.
Образование тумана – конденсация или парообразование?
Образование тумана – это конденсация мельчайших частиц воды.
Например, ночью при охлаждении воздуха над водоемами водяные частицы из воздуха собираются облачка.
Происходит процесс конденсации водяных частиц — возникает туман. Затем, когда днем повышается температура воздуха, частицы воды выпадают на землю – появляется роса.
Парообразование – молекулы воды изменяются, переходят в газообразное состояние – пар. Конденсация — молекулы воды неизменны, они собираются в туман. Так что, образование тумана – это точно конденсация.
Почему туман нельзя считать водяным паром?
| туман | пар | |
| видимость | виден | невидим |
| физическое состояние | взвесь капель | газ |
| состав | вода | молекулы жидкости |
| энергия | высокая кинетическая | Энергия=энергии воды |
| условия образования | нагрев жидкости до температуры кипения | снижение температуры воздуха |
| температура | высокая | низкая |
| дополнительные затраты энергии при образовании | есть |
Заключение
Визуально и пар, и туман довольно схожи, основа того и другого — вода.
Однако они имеют различное происхождение, физическую форму, обладают различной плотностью и температурой.
Тем не менее, оба вещества активно используются человеком для увлажнения квартир, развития промышленности и быта.
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.
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 |
Туман
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.
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.
туман
Туман — это облако, которое касается земли.
Туман может быть тонким или густым, что означает, что люди плохо видят сквозь него. В некоторых условиях туман может быть настолько густым, что становится трудно безопасно управлять автомобилем, поскольку он закрывает дорогу и другие автомобили. Даже такие памятники, как Лондонский мост в Лондоне, Англия, или мост Золотые Ворота в Сан-Франциско, Калифорния, почти невозможно увидеть в густом тумане.
Туман появляется при конденсации водяного пара или воды в газообразной форме. Во время конденсации молекулы водяного пара объединяются, образуя крошечные капли жидкой воды, которые висят в воздухе. Вы можете увидеть туман из-за этих крошечных капель воды. Водяной пар, газ, невидим.
Туман бывает, когда очень-очень влажно. Чтобы образовался туман, в воздухе должно быть много водяного пара.
Чтобы образовался туман, в воздухе должна быть пыль или какое-либо загрязнение воздуха. Водяной пар конденсируется вокруг этих микроскопических твердых частиц. Морской туман, который появляется возле водоемов с соленой водой, образуется из-за конденсации водяного пара вокруг кусочков соли.
В зависимости от влажности и температуры туман может образоваться очень внезапно и так же быстро исчезнуть. Это называется вспышка тумана.
Туман — это не туман. Туман плотнее тумана. Это означает, что туман более массивный и плотный, чем туман. Молекул воды в том же пространстве в тумане больше. Туман снижает видимость до одного километра, а это означает, что вы не сможете видеть дальше, чем на один километр от того места, где вы стоите. Туман может уменьшить видимость до одного-двух километров.
Типы тумана
Существует несколько различных типов тумана, в том числе радиационный туман, адвективный туман, долинный туман и леденящий туман.
Радиационный туман образуется вечером, когда тепло, поглощенное земной поверхностью в течение дня, излучается в воздух. При передаче тепла от земли к воздуху образуются капли воды. Иногда люди используют термин «наземный туман» для обозначения радиационного тумана. Наземный туман не достигает такой высоты, как любое из облаков над головой.
Обычно формируется ночью. Туман, который, как говорят, «сгорает» на утреннем солнце, — это радиационный туман.
Адвективный туман образуется, когда теплый влажный воздух проходит над прохладной поверхностью. Этот процесс называется адвекцией, научное название, описывающее движение жидкости. В атмосфере жидкостью является ветер. Когда влажный теплый воздух вступает в контакт с более холодным приземным воздухом, водяной пар конденсируется, образуя туман. Адвективный туман появляется в основном в местах, где теплый тропический воздух встречается с более прохладной океанской водой. Тихоокеанское побережье США от Вашингтона до Калифорнии часто покрыто адвекционным туманом. Холодное Калифорнийское течение, протекающее вдоль западного побережья Северной Америки, намного холоднее, чем теплый воздух вдоль побережья.
Долинный туман образуется в горных долинах, обычно зимой. Туман в долине образуется, когда горы не дают выходу плотному воздуху. Туман застрял в чаше долины. В 1930 году пар конденсировался вокруг частиц загрязнения воздуха в долине Маас, Бельгия.
В результате этого смертоносного тумана в долине погибло более 60 человек.
Ледяной туман возникает, когда капли жидкого тумана примерзают к твердым поверхностям. Горные вершины, покрытые облаками, часто покрыты ледяным туманом. Когда ледяной туман рассеивается, земля, деревья и даже такие объекты, как паутина, покрываются слоем инея. Белые пейзажи ледяного тумана распространены в местах с холодным влажным климатом, таких как Скандинавия или Антарктида.
Уловители тумана
Многие древние культуры собирали воду из тумана, ставя большие горшки под деревьями и кустарниками. По мере того, как вода из тумана собиралась на этих объектах, горшки собирали воду. Этот метод сбора воды был эффективен, но не так эффективен, как сбор дождевой или другой жидкой воды.
Сегодня инженеры работают над более изощренными способами сбора воды из тумана. Наиболее эффективным способом оказалась разработка «уловителей тумана». Ловцы тумана представляют собой очень большие экраны, сооружаемые в засушливых районах.
По мере того, как туман скользит внутрь, вокруг тонких экранов образуются капли воды, которые стекают в бассейны для сбора внизу. За один день один экран может собрать более ста галлонов воды.
Деревня Беллависта, Перу, использует уловители тумана. Беллависта — это район с ограниченным доступом к жидкой воде — поблизости нет рек, озер или ледников. Колодцы быстро пересыхают. Вода для орошения и потребления человеком находится под угрозой. Однако каждый год с Тихого океана дуют огромные туманы. В 2006 году сообщество вложило средства в серию уловителей тумана за пределами города. Теперь жители Беллависты имеют достаточно воды, чтобы поливать деревья и сады, а также обеспечивать свои питьевые и гигиенические нужды.
Инженеры предупреждают, что уловители тумана будут работать только на небольших участках. Тем не менее, инженеры и политики работают над созданием более мощных уловителей тумана, которые, возможно, уменьшат потребность людей так сильно полагаться на подземные воды.
Краткий факт
Гранд-Бэнкс
Самое туманное место в мире — Гранд-Бэнкс, место в Атлантическом океане у острова Ньюфаундленд, Канада. Холодное Лабрадорское течение с севера и теплое течение Гольфстрим с востока создают идеальные условия для образования густого тумана почти каждый день.
Краткий факт
Гороховый суп
Гороховый суп — это тип тумана, который образуется, когда вода конденсируется вокруг микроскопических частиц угля. Этот туман часто имеет коричневато-желтый цвет, отсюда и название. Суперы из гороха распространены в районах, где для получения энергии используется уголь.
Лондонский туман 1952 года, унесший жизни 12 000 человек в центре Лондона, Англия, был гороховым супом. Великий туман привел к принятию закона, регулирующего угольную промышленность и загрязнение воздуха в Соединенном Королевстве.
Статьи и профили
Новости National Geographic: Сборщики тумана приносят воду в иссушенные деревни Национальная метеорологическая служба: виды тумана Бюро прогнозов
Радиационный туман
Этот тип тумана образуется ночью при ясном небе при спокойном ветре, когда тепло, поглощаемое земной поверхностью в течение дня, излучается в космос.
По мере дальнейшего охлаждения земной поверхности при наличии у земли достаточно глубокого слоя влажного воздуха влажность будет достигать 100% и образовываться туман. Радиационный туман варьируется по глубине от 3 футов до примерно 1000 футов и обычно остается неподвижным. Этот тип тумана может иногда снижать видимость почти до нуля и делать вождение очень опасным.
Туман долины — разновидность радиационного тумана. Когда воздух вдоль вершин хребтов и верхних склонов гор начинает остывать после захода солнца, воздух становится плотным и тяжелым и начинает стекать в нижние долины. Поскольку воздух на дне долины продолжает охлаждаться из-за радиационного охлаждения, воздух становится насыщенным и образуется туман. Долинный туман временами может быть очень густым. Этот тип тумана имеет тенденцию очень быстро рассеиваться, как только восходит солнце и начинает испаряться слой тумана.
Долинный туман в округе Харрисон, штат Индиана. Скотт Тейлор |
Адвекционный туман
Адвекционный туман часто выглядит как радиационный туман и также является результатом конденсации. Однако конденсация в этом случае вызывается не понижением температуры поверхности, а горизонтальным движением теплого влажного воздуха над холодной поверхностью, например, обтеканием снега теплым влажным воздухом. Адвективный туман иногда можно отличить от радиационного тумана по его горизонтальному движению вдоль земли.
| Туман вторгается в центр Луисвилля с реки Огайо. ВАС |
Ледяной туман
Ледяной туман возникает, когда капли воды остаются в жидком состоянии до тех пор, пока они не соприкоснутся с поверхностью, на которой они могут замерзнуть.
| Ледяной туман в Мемориальном лесу Джефферсона. Тони Брайт |
Испарительный или смешанный туман
Этот тип тумана образуется, когда в воздух добавляется достаточное количество водяного пара путем испарения, и влажный воздух смешивается с более холодным и относительно сухим воздухом. Двумя распространенными типами являются паровой туман и фронтальный туман. Паровой туман образуется, когда холодный воздух движется над теплой водой. Когда холодный воздух смешивается с теплым влажным воздухом над водой, влажный воздух охлаждается до тех пор, пока его влажность не достигнет 100% и не образуется туман. Этот тип тумана имеет вид струек дыма, поднимающихся над поверхностью воды.
Другой тип тумана испарения известен как фронтальный туман. Этот тип тумана образуется, когда теплые капли дождя испаряются в более прохладный и сухой слой воздуха у земли. Как только в слой прохладной поверхности испаряется достаточное количество дождя, влажность этого воздуха достигает 100 % и образуется туман.
Туман с градом
Туман с градом — необычный тип тумана, который образуется вскоре после сильного града. Холодные ледяные шары падают в теплый, очень влажный воздух у поверхности. Когда град скапливается на земле, он охлаждает воздух прямо над землей до точки росы, в результате чего образуется туман. Туман образуется при слабом ветре и обычно довольно пятнистый и неглубокий.
Туман от града вдоль межштатной автомагистрали 65 возле Хорс-Кейв, Кентукки.
|
Leave A Comment