Конденсация и сублимация

Конденсация – переход воды из парообразного в жидкое состояние при понижении температуры до точки росы.

Сублимация – переход водяного пара при температуре ниже 0ºС минуя жидкое состояние в твердое (ледяные кристаллы).

Конденсация и сублимация водяного пара происходят на земной поверхности и на поверхности различных предметов, а также в воздухе при наличии ядер конденсации.

См. статью: "Словарь. Вода в атмосфере"

Продукты конденсации и сублимации. При достижении точки росы, охлаждающегося от земной поверхности воздуха, на холодной поверхности образуются роса (мелкие капельки), иней (мелкие ледяные кристаллы), жидкий или твердый налет, изморозь (рыхлые белые кристаллы).

В приземных слоях воздуха при конденсации и сублимации водяного пара образуются дымка и туманы.

Туман – взвешенные в воздухе капли воды и (или) кристаллы льда, понижающие горизонтальную видимость до 1 км. Менее потная, чем туман, совокупность капель и кристаллов, при которой горизонтальная видимость более 1 км, называется дымкой. Кроме того, размеры капель при дымке меньше, что тоже влияет на видимость. Туман и дымка – результат конденсации и сублимации водяного пара в приземном слое атмосферы. От тумана и дымки следует отличать мглу – помутнение нижних слоев атмосферы за счет взвешенных в воздухе частиц пыли, гари и дыма при лесных и торфяных пожарах (своеобразный «сухой туман»). Туман и дымка могут возникать как при положительной, так и при отрицательной температуре воздуха, если достигается точка росы и в воздухе есть ядра конденсации. При образовании туманов главной причиной насыщения воздуха является охлаждение его от земной поверхности, а не адиабатическое понижение температуры.

туман

Система знаний о туманах (по Е.М. Зубащенко)

 

По условиям образования различают туманы охлаждения (радиационные и адвективные), туманы испарения и городские. Радиационные туманы бывают низкими (поземными) и высокими. Низкие туманы образуются в результате радиационного охлаждения подстилающей поверхности, а от нее и воздуха. Их возникновению способствуют те же условия, которые вызывают росу и иней. Они возникают чаще летними ночами, распространены пятнами над низинами и водоемами, имеют мощность десятки, реже сотни метров, днем обычно рассеиваются.

Высокие радиационные туманы (до высоты нескольких сотен метров) возникают при устойчивой антициклональной погоде поздней осенью и зимой, когда охлаждение воздуха происходит постепенно и не только ночью, но и днем. Такие туманы развиваются сверху: под слоем инверсии скапливаются водяной пар и разные примеси, вследствие чего создаются благоприятные условия для его конденсации в виде слоистых облаков. Затем этот облачный слой опускается ниже, к земной поверхности, где и переходит в туман. Высокие радиационные туманы охватывают большие пространства и лучше сохраняются в течение нескольких суток, ослабевая днем и снова усиливаясь ночью.

Адвективные туманы (туманы перемещения) образуются при движении теплого воздуха над холодной поверхностью. Они охватывают большие пространства, простираются до высот нескольких сотен метров, обычно продолжительны и существуют даже при сильных ветрах. Таковы туманы на западе материков умеренного пояса зимой, куда поступает теплый и влажный морской воздух, а также в Арктике летом, когда на охлажденную поверхность воды и льда перемещается теплый воздух с юга.

Похожи на них по условиям формирования туманы смешения в местах встречи теплых и холодных морских течений и воздушных масс над ними. Таковы морские туманы, наблюдающиеся в течение всего года, но особенно часто в начале лета при наибольшем температурном контрасте течений, например в районе острова Ньюфаундленд при встрече Гольфстрима и Лабрадорского течения.

Туманы испарения возникают в тех случаях, когда температура поверхности воды выше температуры воздуха. При этом испаряющаяся влага поступает в холодный воздух и конденсируется. Эти туманы характерны зимой над незамерзающими морями, особенно над теплыми течениями, над полыньями на реках и озерах.

Городские туманы свойственны крупным городам, где в воздух выбрасывается большое количество отходов промышленного производства, служащих ядрами конденсации. Такие туманы, смешанные с дымом и выхлопными газами автотранспорта, называют смогами. Они особенно опасны в городах, расположенных в низинах.

Наибольшее в году число дней с туманами (около 80) отмечается в Арктике, а также в местах встречи теплых и холодных течений.

Люди научились искусственно создавать туманы для защиты ценных растений от заморозков или рассеивать их. Рассеивание туманов, затрудняющих взлет и посадку самолетов, осуществляется с помощью распыления хладореагентов, например «сухого льда» (твердого СО2). В результате быстрого испарения он сильно охлаждает окружающий воздух, образуются ледяные кристаллы, которые выпадают в виде осадков на землю, «раскрывая» аэропорты.

Причины образования тумана и дымки:

  1. радиационная – охлаждение воздуха от подстилающей поверхности;
  2. адвективная – вторжение теплого влажного воздуха на холодную поверхность;
  3. смешение двух масс воздуха с различной температурой;
  4. испарения осенью над еще теплой водной поверхностью;
  5. из-за антропогенного засорения воздуха пылью, аэрозолями.

Литература

  1. Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.

Еще статьи по теме

 
 
Баннер