Мельчайшие капли воды, размером от 1 до 60 мкм собираются в воздухе у самой земли и висят плотным облаком на протяжении нескольких часов. Вес капелек настолько низкий, что они удерживаются в воздухе за счет архимедовой силы и при помощи слабых конвекционных потоков. Такие же процессы происходят на высоте несколько километров в облаках, поэтому сравнение тумана с облаком не совсем метафора, а констатация факта.
Существует два механизма образования тумана. В первом случае теплый, насыщенный влагой воздух поднимается и сталкивается с холодным атмосферным слоем. Происходит медленная конденсация влаги на высоте от нуля до 100 – 200 метров. После появления солнца слой прогревается и капельки опять превращаются в пар. Температура туманной прослойки не сильно отличается от точки росы, не более 2,5 оС. Поэтому переход из состояния пара в жидкость и наоборот происходит в постоянном режиме термодинамического равновесия.
Второй механизм образования тумана — оседание тяжелого, переувлажненного воздуха на холодную почву или водную поверхность. По пути воздух смешивается с более холодными слоями атмосферы, и влага начинает конденсироваться в том же режиме равновесия. Образование и удержание в атмосфере тумана может продолжаться от получаса до нескольких суток. Это зависит как от разницы температур теплого и холодного слоя, так и от наличия ветра, времени года и географической широты.
Зимой капли тумана могут превращаться в кристаллики льда и также висеть в воздухе, как и капли воды. Размеры частиц ледяного тумана меньше, чем капелек воды, находятся в пределах 2 – 5 мкм. Если температура воздуха выше минус 10 градусов, то в тумане вперемешку находится и лед и вода.
В зависимости от места появления туман может быть как красивым живописным природным явлением, так и очень опасным катаклизмом. На частицах взвешенной в воздухе воды и льдинках сильно рассеивается и преломляется свет, искажаются размеры и расстояния, а в сильном молочно-белом тумане видимость может сократиться до 3 – 5 метров даже днем. Для всех видов транспорта это очень опасно. В зоне тумана влажность достигает 100%. Дышать таким воздухом сложно, если у человека есть хронические легочные болезни. Для здорового человека туман опасности не представляет, если не допускать переохлаждения организма и намокания одежды и обуви.
Очень опасный туман в большом городе, возле промышленных предприятий и автострад. Мельчайшие частицы копоти, выхлопных газов, пыли и токсичных веществ задерживаются у земли и образуют смог, вызывающий аллергию и одышку. Запах такого тумана тяжелый и неприятный.
Интересные факты о тумане
Единица измерения тумана — водность, показывает количество жидкости в 1м3 воздуха. У слабых (легких) туманов это 0,05 – 1 г, а у плотных — до 1,5 граммов на кубический метр. Такая низкая масса воды определяет летучесть взвеси.
Наибольшее количество туманных дней наблюдают на канадском острове Ньюфаундленд — в среднем 120 каждый год. В России — это Владивосток, там таких дней более 106.
Туман редко появляется на высоте более 1 километра над уровнем моря.
Существует очень много других интересных природных явлений, читайте о них в большой но краткой статье Какие бывают явления в природе
