GSA. Туманы

Почему бывают туманы?

Стелются над землей осенние туманы. Кажется, будто низко-низко опустились облака и окутали землю белым густым покровом.

Да ведь это так и есть! Потому что и облака в небе, и туманы низко над землей - не только близкие родственники, а можно сказать, близнецы. И там и тут они состоят из крохотных капелек воды.

И в облаках на небе, и в туманах над землей эти капельки образовались из прозрачного водяного пара. Попадает этот пар в поток холодного воздуха и начинает сгущаться, превращаться в капельки воды.

Если капельки образовались высоко в небе, они стали облаками, а если низко над землей - туманом. Туманы бывают во все времена года, впрочем, вы это и сами знаете - не раз приходилось вам видеть туман и весной, и летом, и даже зимой.

Обычно туманы стелются над рекой, в низине, там, где много влаги, где в воздухе много водяных паров. Гуще всего туман бывает по утрам, когда земля сильно остыла.

Но вот взошло солнце, пригрело землю - и туман тут же рассеялся, растаял, исчез. Он снова превратился в прозрачный пар. Туман - явление природы самое обыкновенное, только неожиданным для вас может показаться, что эти крохотные капельки воды, подвешенные в воздухе, бывают очень полезны людям.

Туман применяют в сельском хозяйстве, чтобы спасти посевы, охранить их от заморозков, от вредителей.

Туманом лечат. Когда у вас бывает сильный насморк и кашель и вам трудно дышать, мама усаживает вас над кастрюлькой с горячей водой, от нее поднимается пар, а это тот же туман. Мама велит вам наклониться над паром, накрывает и вашу голову и кастрюльку полотенцем и оставляет вас в таком положении на некоторое время. Помедицински это называется ингаляцией. После ингаляции вам становится лучше, легче дышать.

С помощью туманов делают дезинфекцию в квартирах, чтобы уничтожить вредных микробов или же вредителей - жучков. В таких случаях туман насыщают особыми химическими веществами, убивающими вредоносных крохотных жителей, некстати поселившихся в ваших квартирах.

Вот, оказывается, как можно применять туманы.

Туманы в городе

Туман в деревне, над морем, в горах – это одно. Другое дело туман городской. О нем ничего доброго не скажешь. А в городах бывают туманы очень сильные, и состоят они, главным образом, из копоти и дыма. Потому что воздух в городе загрязнен.

Миллионы ног поднимают на улицах пыль, пылят и дымят автомашины, дым и сажа летят из заводских труб. Часть этой грязи поднимается высоко, ветер гонит ее прочь. Но когда холодно и сыро, дым и пыль, оседая, покрываются тоненькой пленочкой воды и над городом повисает плотный туман. Он ест глаза, наполняет наши легкие частичками пыли и дыма. Очень вреден для здоровья городской туман.

Знаменита своими необычайно густыми туманами столица Англии – Лондон, на реке Темзе. Климат там влажный, морской, а дыма и копоти от одних только каминов, столь любимых англичанами, хоть отбавляй. Раньше камины топились дровами и углем, а теперь их питает электричество; сажи и дыма стало меньше, и нет теперь таких сильных туманов, какие бывали в прошлом. У знаменитого английского писателя Чарльза Диккенса в одной из его повестей так описан городской лондонский туман.

«Несносная ноябрьская погода… Дым стелется, едва поднявшись из труб, он словно мелкая черная изморось, и чудится, что хлопья сажи – это крупные снежные хлопья, надевшие траур по умершему солнцу.

…Туман везде… Туман в верховьях Темзы, где он плывет над зелеными островками и лугами; туман в низовьях Темзы, где он, утратив свою чистоту, клубится между лесом мачт и прибрежными отбросами большого (и грязного) города…

…Туман ползет в камбузы угольных бригов; туман оседает на бортах барж и шлюпок… Туман проник в чубук и головку трубки, которую курит после обеда сердитый шкипер, засевший в своей тесной каюте; туман жестоко щиплет пальцы на руках и ногах его маленького юнги, дрожащего на палубе. На мостах какие-то люди, перегнувшись через перила, заглядывают в туманную преисподнюю и, сами окутанные туманом, чувствуют себя как на воздушном шаре, что висит среди туч.

На улицах свет газовых фонарей кое-где чуть маячит сквозь туман.… Почти во всех магазинах газ зажгли на два часа раньше обычного, и, кажется, он это заметил – светит тускло, словно нехотя».

Вот что такое лондонский туман. Читаешь – и, кажется, будто в горле начинает пощипывать, словно туда со страниц книги Диккенса пробрался давнишний ноябрьский туман старого Лондона.

Туман глазами внимательного наблюдателя

Туман представляет собой скопления мелких капелек воды (или мелких ледяных кристалликов), возникающие при определенных условиях в непосредственной близости от поверхности земли или водной поверхности. Туман стелется над самой поверхностью земли или воды, образуя слой толщиной примерно от метра до десятков метров (иногда до сотен метров). Он снижает горизонтальную видимость, ограничивает ее расстояниями от километра (слабый туман) до нескольких метров (очень сильный туман).

Когда и где образуется туман? Все знают, что туман часто образуется в низинах, оврагах, болотистых местах, где воздух достаточно влажный. Возникает они над поверхностью воды (морские, озерные, речные туманы). Туман может образоваться утром, но может появиться и вечером - после захода солнца. Иногда туман не прекращается целые сутки.

Из огромного разнообразия туманов мы выделим пять конкретных примеров.

Первый пример. Предположим, что имеется хорошо прогреваемый солнцем водоем – пруд, озеро, мелководная бухта. За ночь воздух над поверхностью воды охлаждается в большей степени, чем сама вода, и его температура оказывается существенно ниже. Над водой возникает утренний туман.

Этот утренний туман весьма нестоек. Взойдет солнце, и он растает без следа. Желая подчеркнуть быстротечность молодости и юных мечтаний, А.С.Пушкин недаром упоминает утренний туман. Вот строки из его стихотворения «К Чаадаеву»:

Любви, надежды, тихой славы
Недолго нежил нас обман,
Исчезли юные забавы,
Как сон, как утренний туман.

Второй пример. Холодный воздух переносится ветром в горизонтальном на-правлении и оказывается над теплой водой. И тут же над водой начинает образовываться туман. Такой туман можно наблюдать, например, в Арктике, когда слои холодного воздуха над льдами перемешаются на открытую воду.

Третий пример. Теплый воздух переносится ветром в горизонтальном направлении и оказывается над холодной поверхностью. При этом он охлаждается, и в результате возникает туман. Такой туман образуется, например, когда воздушные массы, получившие теплоту от реки, перемещаются к покрытому снегом холодному берегу.

Возможен и другой случай: слой воздуха, прогревшись над берегом, перемещается в сторону моря и там отдает теплоту холодной морской воде. Эти туманы образуются летними вечерами на море вблизи берега.

Вспомним у А.С.Пушкина:

Погасло дневное светило,
На море синее вечерний пал туман.

Четвертый пример. Находящиеся над нагретой водой теплые слои воздуха поднимаются по склону горы вверх и попадают в область относительно холодного воздуха. И уже там, наверху, в процессе охлаждения поднявшегося теплого воздуха образуется туман, который по склону горы опускается затем вниз, к воде. Именно эту ситуацию описал И.А.Бунин в своем стихотворении «Сумерки»:

Все - точно в полусне. Над серою водой
Сползает с гор туман, холодный и густой,
Под ним гудит прибой,
Зловеще разрастаясь,
А темных голых скал прибрежная стена,
В дымящийся туман погружена,
Лениво курится, во мгле теряясь.

Пятый пример. После захода солнца нагретая за день земля остывает быстрее, чем воздух. Приповерхностные слои воздуха оказываются теплее; они начинают отдавать теплоту земле и, как следствие, охлаждаются. Возникает вечерний туман, описанный М.Ю.Лермонтовым:

И скрылся день; клубясь, туманы
Одели темные поляны
Широкой белой пеленой.

Обратим внимание на подмеченное Лермонтовым свойство тумана клубиться. Но туман не обязательно клубится. Чаще он «ползет». Это отмечает С.А.Есенин:

Пряный вечер.
Гаснут зори.
По траве ползет туман.

Заметим, что подобные картины обычно наблюдают на природе - в полях и лугах, на лесных полянах и среди холмов, о чем сказано в приведенных только что стихотворных строках. Городские же туманы, как правило, более плотные и на первый взгляд неподвижны. Вспомним у Верхарна: «Сплошными белыми пластами залег туман между домов».

Какого цвета туман? Легкая туманная дымка над морем имеет голубоватый цвет. Хорошо известное стихотворение М.Ю.Лермонтова "Парус" начинается так:

Белеет парус одинокий
В тумане моря голубом...

Туману действительно свойственен синеватый цвет. Правда, плотные туманы не голубые, а белые или, точнее говоря, белесые. Неудивительно поэтому, что городские жители почти никогда не видят голубых туманов. Густые городские туманы могут походить на «белый войлок плотный». Они нередко имеют желтоватый оттенок, выглядят серыми, грязноватыми. Чтобы любоваться чистыми голубоватыми оттенками туманов, надо ехать на природу – в луга, леса, к морю. Луна или солнце, наблюдаемые сквозь неплотный туман, кажутся красноватыми. Напомним прекрасные пушкинские строки:

Туман над озером дымился,
И красный месяц в облаках
Тихонько по небу катился...

Городские огни в тумане также выглядят красноватыми. В «Приключениях Оливера Твиста» Ч. Диккенса есть, например, такая сцена: «Ночь была очень темная, погода стояла плохая... Над рекой навис туман, сгущая красные отблески огней, которые горели на маленьких судах...».

Туман под микроскопом

При температурах, не опускающихся ниже -20°С. туман состоит в основном из мелких капелек воды, а при более низких температурах из мелких ледяных кристалликов. В обычном тумане диаметр водяных капелек в основном порядка 10 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр менее 1 мкм), то такой туман называют дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр порядка 100 мкм), то это так называемая морось. Количество капелек в 1 см³ тумана примерно от 100 до 1000.

Общая масса всех водяных капелек в единице объема тумана называется водностью тумана; эта величина измеряется в единицах плотности, чаще всего в г/м³. Водность тумана обычно не превышает 0,1 г/м3. В особо плотных туманах она может достигать 1 г/м³. Эти числа кажутся очень малыми, ведь собрав воедино все капельки из тумана, занимающего объем 10 м³ и имеющего водность 0,1 г/м³, мы получим всего полстакана воды (100 г) и едва сможем утолить жажду. Поэтому кажется удивительным, как быстро намокает вся одежда у того, кто окунулся в промозглую сырость тумана.

Однако не следует особенно удивляться. В действительности воды в тумане не так уж мало. Рассмотрим слой тумана толщиной 10 м, висящий над полем площадью 5 км². Объем такого туманного слоя равен 5х107 м³. При водности тумана 0,1 г/м³ в нем содержится 5000 л воды. Этого вполне достаточно для орошения рассматриваемого поля.

То, что туманы и росы - существенный источник влаги, необходимой растениям, хорошо известно крестьянам. Разумеется, они не производили расчетов, просто они знали это из собственного опыта. Недаром сказка «Король Туманной горы» заканчивается так: «… И не было больше удачи этим людям. Каждое лето за¬суха причиняла им большой урон, хлеба и травы погибали, потому что по ночам не опускался над ними освежающий туман. Король Туманной горы гневался на людей, которые хотели предать смерти его питомицу».