Чем объяснить образование росы и тумана
Чем объяснить образование росы и тумана
Природа нашей планеты каждый день удивляет разнообразными явлениями. Какие-то из них встречаются крайне редко, а какие-то регулярно. К последним можно отнести утреннюю росу на траве. С точки зрения науки есть понятное объяснение на счет того, почему появляются росы и что представляет из себя данное природное явление.
Описание явления
Осевшие мелкие капли влаги на растениях и иных приземных предметах принято называть выпадением росы. Ее образование происходит преимущественно в ночное время и обусловлено преобразованием насыщенного влагой воздуха в жидкое состояние при понижении температуры окружающей среды.
Наблюдать, как на поверхности земли выпадает роса, чаще всего можно в летние и осенние периоды года.
Как образуется
Физический процесс образования явления определяется термодинамическими особенностями воздушных масс и содержащихся в них водяных паров. Появление капель воды на растениях и приземных поверхностях происходит из-за попадания теплого насыщенного влагой воздуха на более холодную поверхность (почва, растительность). Данные объекты остывают быстрее воздуха, отдавая накопленное во время дневного нагрева тепло в атмосферу и «подогревая» ее нижние слои. По законам физики более теплые воздушные массы в атмосфере поднимаются вверх с одновременным увеличением относительной влажности. Процесс происходит до тех пор, пока воздух, охладившись, не окажется перенасыщенным водяными парами.
Для дальнейшего рассмотрения процесса формирования явления потребуется понятие «точка росы».
Что называется точкой росы
Температура, при которой содержащийся в воздушной среде пар достигает насыщения и начинает конденсироваться, называется точкой росы.
Состояние насыщения характеризуется невозможностью дальнейшего растворения воды в воздухе, вследствие чего происходит ее выпадение в виде осадка. Данный процесс называется конденсацией водяных паров.
Зная относительную влажность и температуру воздуха можно с помощью специальных таблиц определить точку росы. При этом померить температуру и влажность воздуха можно специальным прибором – психрометром.
Стоит отметить, что наиболее интенсивно появление росы происходит после жаркого дня на поверхностях, легко отдающих тепло в атмосферу (к примеру, трава).
Наличие ветра, в свою очередь, препятствует образованию данного явления природы.
На выпадение данного вида осадков влияет и относительная влажность воздуха. С ростом влажности воздуха повышается и точка росы. Это происходит вплоть до уравнивания с температурой окружающей среды при стопроцентной влажности. В случае низкой влажности картина обратная – образование конденсата будет происходить при температуре, ниже фактической.
Обильное выпадение конденсата проявляется преимущественно в тропических широтах, где в нижних слоях атмосферы содержится большое количество водяных паров. Кроме того, на интенсивность образования конденсата в тропиках влияет долгая продолжительность ночей и значительная обильность растительного покрова, интенсивное остывание которого приводит к быстрому наступлению точки росы, и, как следствие, образованию конденсата в большом количестве.
Капли воды могут образоваться как на поверхности земли, так и в ее толще. При внутрипочвенном конденсатообразовании более теплый влажный слой располагается ниже более холодного слоя. После испарения с нижнего слоя пар начинает осаждаться на поверхности вышестоящего слоя.
Какая бывает
В привычном виде роса на траве представляет собой мелкие капли, количество которых определяется насыщенностью водяными парами атмосферы и грунта – чем больше насыщение, тем большее количество капель появится на поверхности.
Рассматриваемое явление встречается и в других состояниях.
При температуре ниже 0°С утренний конденсат образуется в виде замерзшей росы:
Если в привычном состоянии явление может появляться как летом, так и осенью, то замерзший вид встречается только в осенний период года.
К разновидностям явления можно отнести поземный туман. По мере охлаждения воздуха до состояния, когда он больше не в состоянии продолжать насыщение паром, происходит выделение капель. Изначально они конденсируются в нижних слоях атмосферы, осаждаясь на охлажденных поверхностях, к примеру, на растениях. При дальнейшем понижении температуры атмосферы образовавшаяся влага перемещается в верхние слои атмосферы и начинают накапливать мелкие частицы пыли, формируя поземный туман.
Особенности процесса образования и исчезновения тумана (6 фото)
Сущность тумана
С научной позиции туман представляет собой итог конденсата, появляющегося из-за столкновения теплых и холодных воздушных масс. В результате такого «конфликта» в нижних слоях атмосферы происходит образование большого количества капелек или ледяных кристалликов. Структура зависит от температуры окружающей среды. Реже можно встретить нечто среднее, представляющее собой результат объединения воды в двух состояниях – жидком и кристаллическом.
Образование тумана – интересный и сложный процесс, на который влияет целый комплекс факторов, начиная с температуры и заканчивая направлением ветра. Туманы – явление всесезонное, но наиболее плотная пелена образуется летом за счет способности капель притягивать пылевые частицы. В итоге их размер увеличивается, и они формируют своего рода облако. Если плотность субстанции большая, то она приобретает белесый оттенок, если нет – голубоватый.
Цвет пелены может меняться в зависимости от размеров капель и рассеивания световых волн. Чем меньше размер конденсата, тем лучшей отражающей способностью он обладает. Что интересно, туманы могут появляться и во время сильных морозов. Хотя требуемый уровень влажности воздуха должен составлять порядка 100%, а в мороз он достигает только вдвое меньших показателей. В населенных пунктах плотную пелену часто можно наблюдать в районе железнодорожных и автовокзалов из-за образования большого количества пара в результате сгорания топлива.
В естественных условиях зимой дымку часто можно видеть вблизи водоемов, над прорубями. Причина заключается в температурных перепадах: вода более теплая по сравнению с воздухом, и при столкновении теплых воздушных масс, находящихся над поверхностью, с холодными и образуется конденсат. Такие туманы держатся очень долго.
Иногда возникает чувство, что находящиеся ближе к земной поверхности облака плотнее по сравнению с теми, что расположены в небе. Но это не так. Просто капельки влаги у поверхности имеют меньшие размеры, что позволяет им сформировать более плотную пелену.
Самыми туманными местами на планете считаются Лондон и атлантическое побережье Ньюфаундленда. Исследованию этого явления уделяется пристальное внимание.
Как образуются туманы
В воздухе идет непрерывное столкновение теплых и холодных потоков. Холодные движутся вниз, а теплые воздушные массы поднимаются вверх. Во время их столкновения идет процесс конденсации: крошечные капли зависают в воздухе, формируя своего рода облака.
Чем выше влажность воздуха, тем больше вероятность образования тумана. В областях с сухим климатом он встречается нечасто и только при условии понижения температуры почти что до экстремальных отметок. Наблюдать белесую полупрозрачную пелену обычно доводится в низинах и поблизости от водоемов ночью и в предутренние часы, поскольку более быстрое остывание воздуха создает благоприятные условия для «рождения» тумана.
Виды и характеристики туманов
Куда пропадают туманы
Время существования этого явления может разниться от получаса до нескольких суток. Главная причина, из-за которой туман рассеивается, это прогревание воздуха, из-за чего капли испаряются и превращаются в пар.
В более высоких слоях атмосферы туман рассеивается хуже и медленнее из-за более низкой температуры. При достижении необходимой отметки пар снова преобразуется в капли и формирует облака.
Несмотря на относительную безобидность этого явления, оно может вызывать некоторые проблемы. Так, плотный смог вредит автолюбителям и пилотам, выводя из строя оборудование. А в местностях, где туманы встречаются часто, у населения отмечается повышенный уровень депрессивных состояний. Что неудивительно из-за частого отсутствия солнца.
Но туман приносит и пользу: увлажняет воздух, почву, растительность. А для некоторых сельхозкультур такая среда является идеальной для роста. И если на факт существования облаков люди повлиять не могут (за редкими исключениями), то туман рано или поздно все равно рассеивается самостоятельно.