ж) характер и скорость вертикальных и горизонтальных движений внутри облака и на его границах.

13.Туманы

13.1.Что собой представляет 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). 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.

13.2.Как образуются 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.

13.3.Как образуются 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.

13.4.Как образуются адвективно-радиационные туманы?

—при достаточно интенсивной инсоляции и обусловленном ею достаточно интенсивном нагревании адвективного тумана или, соответственно, слоистых облаков "сверху", они постепенно редеют и могут днем совсем исчезнуть, вновь появляясь с уменьшением интенсивности инсоляции и усилением охлаждения излучением (радиацией) к вечеру.

135

13.5.Что собой представляют туманы испарений?

—являются испарениями с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух над водоёмами и влажными участками суши.

13.6.Какие туманы являются фронтальными?

—туманы, образующиеся вблизи атмосферных фронтов и перемещающиеся вместе с ними. Насыщение воздуха водяным паром происходит в результате испарения осадков, которые выпадают в зоне фронта. Определённую роль в усилении туманов перед фронтами играет наблюдающееся здесь падение атмосферного давления, которое создаёт небольшое адиабатическое понижение температуры воздуха.

13.7.Что представляют собой туманы склонов?

—туман на горном склоне, связанный с адиабатическим охлаждением воздуха при его подъеме по склону.

13.8.Как образуются туманы охлаждения?

—туман, возникший вследствие понижения температуры воздуха. Последнее в свою очередь обусловлено теплообменом с земной поверхностью.

13.9.Какими свойствами обладают туманы?

Важнейшей характеристикой туманов является их водность. Абсолютной водностью туманов (равно как облаков и осадков) называют массу кристаллов льда и капель воды, содержащихся в единичном объеме воздуха (в основном 1 м3). Масса кристаллов льда и капель воды в 1 грамме воздуха называют удельной водностью. Абсолютную водность нередко называют просто водностью.

В зависимости от фазового состояния частичек, составляющих туман, он может быть водяным, т. е. состоящим из микроскопических капелек воды, и ледяным (кристаллическим), состоящим из мельчайших ледяных кристалликов в виде игл. Для характеристик туманов используются так же расстояние атмосферной видимости.

13.10.Что такое дымка?

Сильно разреженный туман – сплошное более-менее однородное серое или голубоватое помутнение атмосферы с горизонтальной дальностью видимости (на уровне глаз стоящего на земле наблюдателя, то есть около 2 м над поверхностью земли) от 1 до 9 км. Может наблюдаться перед туманом или после него, а чаще как самостоятельное явление. Нередко наблюдается во время осадков, особенно жидких и смешанных (дождя, мороси, дождя со снегом и т.п.) вследствие увлажнения воздуха в приземном слое атмосферы за счёт частичного испарения выпадающих осадков.

Не следует путать дымку с ухудшением горизонтальной дальности видимости из-за пыли, дыма и т.п. В отличие от этих явлений, относительная влажность воздуха при дымке превышает 85-90%.

13.11. Какими критериями характеризуется морфологическое строение тумана?

136

Солнце поднимается выше, то отражательная способность тумана резко падает, он начинает прогреваться и рассеиваться. Вот почему туманы исчезают не на восходе солнца, а несколько позднее. Интересно, что туманы поглощают больше солнечной радиации, чем облака, что связано с большим загрязнением приемного слоя воздуха.

Вокруг яркого источника света в тумане могут наблюдаться оптические явления, связанные с особой формой рассеяния света — дифракцией. Так, вокруг уличных фонарей часто наблюдаются радужные венцы. В ледяных туманах образуются круги вокруг Солнца и Луны.

13.14.Какое влияние туманы оказывают на видимость на дороге?

Туман нередко становится причиной ДТП. Он резко уменьшает зону видимости и способствует обману зрения, нарушая ориентировку в пространстве. При этом искажаются представления о расстоянии до других автомобилей и неподвижных препятствий, о скорости их приближения. Рассеянный туманом свет фар создает впечатление, что автомобили и предметы находятся дальше, чем это есть на самом деле.

Плохая видимость в тумане влияет и на психику водителя. Порой у него создается обманчивое впечатление полного безлюдья, и, когда внезапно и беззвучно появляются контуры встречного автомобиля водитель может испугаться и даже испытать состояние стресса.

13.15.Какие особенности образования ледяных туманов?

Кроме водяных туманов, бывают еще ледяные. Они состоят из мельчайших ледяных кристалликов, имеющих форму столбиков. Число кристаллов в кубическом сантиметре ледяного тумана обычно меньше ста. Поэтому ледяные туманы, как правило, не бывают густыми. При умеренных морозах обычно образуются капельно-жидкие переохлажденные туманы. При температуре ниже –20 °С преобладают ледяные туманы. Они хорошо знакомы жителям Сибири и Аляски.

13.16. Какие процессы протекают при образовании туманов?

Рассмотрим движение некоторой воздушной массы над подстилающей поверхностью, физические свойства (в первую очередь температура и влажность) которой отличаются от свойств воздуха. Под влиянием турбулентного перемешивания, которое всегда наблюдается в воздушной массе, начнется обмен теплом и влагой между подстилающей поверхностью и воздушной массой. В зависимости от температуры и влажности земной поверхности будет происходить то или другое изменение физических свойств воздушной массы: нагревание или охлаждение ее, увеличение или уменьшение влажности воздуха. Если температура и влажность изменяются таким образом, что влажность воздуха начиная с некоторого момента превышает на данном уровне насыщающую влажность, то в воздушной массе произойдет конденсация водяного пара и образуется туман.

В самом деле, чем сильнее развит турбулентный обмен, тем быстрее произойдет выравнивание температуры и влажности по вертикали. С другой стороны, чем медленнее перемещается воздушная масса по водной поверхности, тем она больше времени должна затратить на то, чтобы пройти заданное расстояние, что опять же ведет к более сильному выравниванию температуры и влажности по вертикали.

Если происходит понижение температуры или рост удельной влажности, то при некоторых значениях температуры и удельной влажности воздух достигнет состояния насыщения. При дальнейшем увеличении удельной влажности или понижении температуры будет происходить конденсация водяного пара и туманообразование.

138

Чем интенсивнее тепло- и влагообмен между водной поверхностью и воздушной массой, тем при более высокой температуре образуется туман на заданных высоте и расстоянии и наоборот

13.17. В чём заключается синоптические условия образования туманов

По синоптическому положению, при котором возникают туманы, они делятся на фронтальные, образование которых связано с термодинамическими процессами в области фронтальных разделов, и внутримассовые.

Фронтальные туманы-туманы, возникающие на атмосферных фронтах. Они бывают трех типов: предфронтальные, фронтальные и зафронтальные.

Предфронтальный туман образуется вследствие насыщения влагой холодного воздуха, находящегося под фронтальной поверхностью.

Наиболее благоприятные условия для образования предфронтального тумана, когда температура выпадающего дождя значительно выше температуры холодного воздуха, располагающегося вблизи поверхности Земли.

Фронтальный туман возникает непосредственно при прохождении фронта. Такой туман представляет собой фронтальную облачную систему, распространяющуюся до поверхности Земли, особенно часто наблюдается при прохождении фронтов над возвышенностями.

3афронтальный туман образуется непосредственно после прохождения теплого фронта или теплой окклюзии. Образование зафронтального тумана мало чем отличается от условий образования адвективного тумана.

Кроме указанных выше, основных наиболее часто встречающихся видов туманов, наблюдаются и другие, как-то:

-адвективно-радиационные; -туманы склонов; -туманы испарений;

-морозные или ледяные туманы

13.18. Какие меры предпринимаются для повышения безопасности при туманах?

Туманы создают значительные сложности для движения автомобильного транспорта. Для повышения безопасности движения в случае возникновения тумана водителям рекомендуется использовать противотуманные фары на автомобилях, переходить на использования ближнего света фар вместо дальнего, снижать скорость движения. В ряде случаев для обозначения границ проезжей части используется подсветка со стороны обочин. Эффективным способом борьбы с туманами является использование химических реагентов.

13.19. Какие методы используются для повышения видимости в туманах?

Управление автомобилем в условиях тумана требует еще большего опыта, чем в дождь. Иногда туман бывает таким сильным и создает такую большую опасность, что необходимо прервать поездку и терпеливо ждать перемены погоды. Туман создает опасные дорожные условия. В аварии во время тумана участвуют десятки автомобилей, гибнет и получает увечья большое количество людей.

Туман сильно уменьшает зону видимости, способствует обману зрения, затрудняет ориентирование. Он искажает восприятие скорости транспортных средств и расстояние до предметов. Вам кажется, что предмет далеко (например, свет фар встречного автомобиля), а на самом деле он близко. Скорость автомобиля вам кажется маленькой, а на самом деле он движется быстро. Туман искажает окраску цвета предмета, кроме

139

красного. Поэтому сигнал светофора красный, чтобы его хорошо было видно в любую погоду, поэтому красные автомобили считаются менее опасными.

Туман влияет на психику человека: плохая видимость, постоянное напряжение, внезапное появление из тумана другого транспортного средства, которое, казалось, было далеко, — вызывают сильное нервное напряжение у водителя. Он нервничает и допускает неверные действия по управлению автомобилем. Глаза быстро устают и снижают способность водителя реагировать на изменения дорожной ситуации. Фары совсем не освещают дорогу, их свет только врезается в туман яркими ослепляющими пучками. В тумане можно ошибиться в выборе дороги, ориентиры закрыты туманом, перекрестков не видно.

В тумане следует:

•уменьшить скорость движения, она не должна превышать половины расстояния видимости в метрах. Так, при видимости 20 м она должна быть не более 10 км/ч;

•быть готовым остановиться в пределах той видимости дороги;

•следует ехать при ближнем свете фар, который лучше освещает дорогу, чем дальний;

•при движении с дальним светом разъезд с встречным транспортом произвести без переключения на ближний, так как ослепление в тумане исключено;

• при наличии противотуманных фар при сильном тумане включить их совместно с ближним светом. Они имеют низкий и широкий пучок света желтого цвета, который лучше проникает через туман, чем белый свет обычных фар;

•если видимость дороги менее 50 м, они могут включаться самостоятельно;

•задние противотуманные фонари включать совместно с габаритными огнями;

•включить стеклоочистители;

•при запотевании стекол включить систему отопления и вентиляции салона, а также электрообогреватель заднего стекла;

•при очень сильном тумане можно пытаться разглядеть дорогу перед автомобилем, высунув голову в окно двери;

•периодически надо сверять свою скорость по спидометру;

по сплошной белой линии разметки, обозначающей край проезжей части;

•окно двери водителя лучше держать открытым и прислушиваться к шуму других транспортных средств;

•периодически использовать звуковой сигнал, особенно на загородной дороге.

В тумане не следует:

•приближаться слишком близко к автомобилю впереди;

•использовать задние фонари переднего автомобиля в качестве ориентира, у вас будет ложное представление о расстоянии и его скорости;

•смотреть в одно место перед автомобилем — глаза быстро устанут, будут слезиться и зрение ослабеет;

•ставить автомобиль на стоянку в пределах дороги;

•двигаться слишком близко к осевой, при этом можете создать опасную ситуацию;

•пытаться проскочить полосу тумана в низине на дороге. Именно на этом участке могут быть скрыты туманом предметы и люди;

•пытаться обогнать впереди идущий транспорт — это рискованно и опасно.

Не столько туман угрожает безопасности движения, сколько техника вашего вождения, используемая в условиях тумана.

140

13.20.Какие используются приборы для определения видимости на дорогах?

Прибор для измерения метеорологической дальности видимости «Пеленг СФ-01»

Прибор предназначен для непрерывного измерения метеорологической дальности видимости (МДВ) как в составе автоматизированных метеостанций (АМИС), так и автономно.

Для определения МДВ используется принцип измерения пропускания слоя атмосферы, равный измерительной базе.

Прибор имеет встроенную микропроцессорную систему, обеспечивающую управление и контроль процесса измерения, режим самотестирования отдельных блоков и узлов, первичную обработку и передачу данных на устройство отображений информации (табло, дисплей ПЭВМ, дисплей АМИС).

Блок сопряжения позволяет подключать к АМИС до 6 приборов для измерения МДВ- 3 рабочих и 3 резервных.

Возможно использование существующих силовых и сигнальных коммуникаций в местах установки приборов.

ПЭВМ, блок сопряжения и табло поставляются по согласованию с Заказчиком. Количество измерительных баз и их длину определяет Заказчик исходя из

необходимого ему диапазона определения МДВ.

Производится совместно с ОАО "Пеленг" г. Минск

141

13.21. Что известно о генераторах антитуманных реагентов?

В результате многолетних экспериментальных и теоретических исследований, выполненных в Центральной Аэрологической Обсерватории Росгидромета, разработаны эффективная технология рассеяния переохлажденных туманов с целью улучшения видимости в аэропортах и на автодорогах и необходимые для ее реализации технические средства. Российская

технология рассеяния переохлажденных туманов прошла апробацию в аэропортах Москвы,

Кишинева, Моздока, Алма-Аты и Минеральных Вод, а с 1995 года успешно применяется при производственных работах по улучшению видимости на автодорогах и в аэропортах

Северной Италии. Применение технологии рассеяния переохлажденных туманов в аэропортах позволяет увеличивать видимость в тумане вплоть до необходимых значений, позволяющих производить посадку и вылеты воздушных судов. Применение технологии увеличения видимости в тумане на автодорогах существенно увеличивает безопасность движения. Российская технология рассеяния туманов предполагает воздействие на фазовую неустойчивость переохлажденного тумана, связанную с долговременным существованием в нем переохлажденной жидко-капельной влаги. При введении в такой туман искусственных ледяных зародышевых частиц начинается процесс «перегонки» водяного пара с переохлажденных капель на эти частицы в силу того, что насыщающая упругость водяного пара надо льдом меньше, чем над водой, из-за чего переохлажденные капли тумана испаряются, а кристаллики льда вырастают до крупных размеров и выпадают из тумана.

142