1. Туман возникает в том случае, когда у земной поверхности
создаются благоприятные условия для конденсации водяного пара.
Нужные для этого ядра конденсации существуют в воздухе всегда.
Вследствие гигроскопичности ядер конденсации образование тумана
начинается при относительной влажности меньше 100 % (около 90-95 %),
т. е. еще до достижения точки росы. Известно, что при температурах
около -10 °С туман может быть смешанным, а при более низких
температурах даже и чисто кристаллическим. Существование тумана при
таких температурах возможно при значениях относительной влажности
меньше 100 %. Такая влажность указывает на отсутствие насыщения по
отношению к жидкой воде, но для ледяных кристаллов она будет
соответствовать насыщению.
Приближение к состоянию насыщения происходит преимущественно в
результате охлаждения воздуха. Второстепенную роль играет увеличение
влажности воздуха вследствие испарения с теплой поверхности в
холодный воздух.
В зависимости от этих причин образования туманы делят на два
основных класса: туманы охлаждения и туманы испарения. Первый из
этих классов абсолютно преобладает.
2. Охлаждение воздуха у земной поверхности происходит при разных
условиях. Во-первых, при перемещении воздуха с более теплой
подстилающей поверхности на более холодную. Туманы, которые при этом
возникают, называются адвективными. Во-вторых, при радиационном
охлаждении подстилающей поверхности. Воздух в этом случае
охлаждается главным образом от земной поверхности. Возникающие при
этом туманы называют радиационными. В-третьих, при влиянии обоих
факторов. Туманы, возникающие в этом случае, называют
адвективно-радиационными.
3. Адвективные туманы возникают в теплых воздушных массах,
перемещающихся над более холодной поверхностью, т. е. при
перемещении воздушных масс из низких широт в высокие или зимой с
теплого моря на холодную сушу, летом с теплой суши на холодное море,
а также с теплых участков морской поверхности на холодные (например,
у Ньюфаундленда при переносе воздуха из области Гольфстрима в
область Лабрадорского течения).
На суше адвективные туманы наблюдаются чаще всего осенью и зимой,
когда существуют особенно значительные различия в температуре между
низкими и высокими широтами, а также между сушей и морем. На море
они наблюдаются чаще весной и летом.
Адвективные туманы простираются в высоту на сотни метров. Возникают
они при значительных скоростях ветра, поэтому в них может
происходить коагуляция капель, и они принимают моросящий характер:
наиболее крупные капельки из них выпадают.
4. Радиационные туманы различаются двух типов: поземные и высокие.
Поземные туманы наблюдаются только над сушей в ясные и тихие ночи.
Они связаны с ночным радиационным выхолаживанием почвы или снежного
покрова. Вверх они распространяются лишь на десятки метров.
Распределение их носит локальный характер: возникают пятнами,
особенно в низинах, вблизи болот, на лесных полянах. Над большими
реками они не возникают вследствие конвекции над теплой (в ночные
часы) водой.
Поземные туманы образуются в тихую погоду, но не при штиле -
небольшая скорость ветра необходима для возникновения
турбулентности, обусловливающей распространение охлаждения и
тумапообразования вверх. Эти туманы возникают в слое приземной
инверсии и после восхода солнца исчезают вместе с ней.
Высокие радиационные туманы могут наблюдаться на суше \ и на море до
высоты нескольких сотен метров в устойчивых антициклонах в холодное
время года. Это результат постепенного, день за днем, выхолаживания
воздуха в нижних слоях антициклона. Такой туман может сохраняться
неделями над большими районами, сплошь их захватывая.
5. Туманы испарения возникают чаще всего осенью и зимой в холодном
воздухе над более теплой открытой водой. Над реками и озерами в
глубине материков они появляются вечером или ночью, куда стекает
воздух, охлажденный над соседними участками почвы. Туманы испарения
могут возникать также вечером во время или после дождя, когда почва
сырая и сильно испаряет, а температура воздуха падает. Над
арктическими морями туманы испарения возникают над полыньями или
открытой водой у кромки льда, куда переносится более холодный воздух
с ледяного покрова или материка. Над внутренними морями такими, как
Балтийское и Черное, они наблюдаются зимой при переносе на них
холодных воздушных масс с суши. Туман испарения обычно клубится и
быстро рассеивается, так как нагревается снизу от теплой воды. Но
если причина туманообразования длительно сохраняется, то туман может
наблюдаться подолгу.
Туманы перечисленных типов являются внутримассовыми, т. е. возникают
внутри воздушных масс, независимо от фронтов. Однако наблюдаются и
туманы, связанные с фронтами. К ним относится один из видов туманов
испарения - предфронгальный туман. Выпадающие фронтальные осадки
увлажняют почву. В результате усиленного испарения как с почвы, так
и с падающих капель дождя, воздух у земной поверхности достигает
насыщения и в нем образуется туман. Такой туман наблюдается сплошной
полосой перед фронтом вместе с дождем.
6. Можно 'предвидеть появление поземного радиационного тумана в
ближайшую ночь, основываясь на состоянии погоды с вечера. Если
погода тихая и ясная и в вечерний срок наблюдений температура близка
к точке росы, то с большей или меньшей уверенностью можно
предсказать появление ночью поземного тумана. Для этой цели на
основе многолетних наблюдений строят графики или выводят
эмпирические формулы, которые позволяют определить ночное понижение
температуры в данной местности по значениям метеорологических
величин за вечерний срок. Если ночной минимум температуры достигнет
точки росы, можно ожидать начала туманообразования. Однако
интенсивный туман возникает лишь в том случае, если ночной минимум
температуры будет значительно ниже, чем точка росы, определенная по
вечерним наблюдениям. Только при этом условии сконденсируется
достаточное количество водяного пара.
7. В суточном ходе туманы на равнине имеют максимум интенсивности и
повторяемости утром. На высоких уровнях в горах туманы
распределяются в течение суток равномерно или имеют слабый максимум
в послеполуденные часы. Причина заключается в особых условиях
туманообразования в горах.
Горный туман, по существу, представляет собой облако, возникающее в
связи с восходящим движением воздуха по горным склонам. Этот туман,
связанный с адиабатическим охлаждением воздуха, может быть выделен в
особый тип тумана склонов.
