Условия возникновения тумана и возможности его прогноза

Образование тумана в воздухе связано чаще всего с процессами его охлаждения. В результате охлаждения воздуха создается избыток водяного пара, который переходит из газообразного состояния в капельно-жидкое (благодаря процессу конденсации) или непосредственно в твердо-кристаллическое (сублимация). При обилии в приземном воздухе продуктов конденсации или сублимации водяного пара, то есть мельчайших капелек влаги или ледяных кристалликов, прозрачность воздуха уменьшается настолько, что горизонтальная дальность видимости падает до 1 км или менее. В таком случае говорят о наступлении метеорологического явления, называемого туманом. Туманы могут возникать не только из-за охлаждения воздуха, но и вследствие усиленного испарения влаги с теплой водной поверхности, температура которой на 10 °C или более превышает температуру окружающего воздуха. Их так и называют: туманы охлаждения и туманы испарения.

Прогноз туманообразования, таким образом, сводится к прогнозу условий, благоприятствующих этим двум процессам: прогнозу охлаждения воздуха до температуры конденсации или сублимации, при которой водяной пар начнет превращаться в капельки воды или кристаллики льда, или же, если есть обширный водоём и предполагается, что температура воды будет значительно выше, чем температура воздуха, – прогнозу интенсивного испарения.

Охлаждение воздуха может происходить вследствие интенсивного излучения земной поверхности, когда отток тепла от земной поверхности больше его притока к ней, то есть так называемым радиационным путем – при тихой малооблачной погоде – или же путем переноса воздуха из одной местности в другую. Сразу следует сделать важную оговорку. В этом контексте слово «радиационное» не имеет никакого отношения к той опасной радиоактивности, про которую нередко говорят и пишут в СМИ. Речь идёт о радиационном выхолаживании подстилающей поверхности за счёт потери тепла через длинноволновое инфракрасное излучение.

По итогу, в результате быстрого остывания приземного воздуха в тихие ясные ночи возникают так называемые радиационные, туманы, обычно рассеивающиеся днем при нагревании воздуха. Для их прогноза у синоптиков есть различные методы расчета температуры и времени туманообразования, существуют также графики, облегчающие выполнение таких расчетов. В случае переноса воздушной массы из одной местности в другую возникают адвективные (переносимые) туманы, они могут наблюдаться и при значительном ветре. Для их прогноза используются другие методы и требуется выполнение несколько иных и более сложных расчетов, связанных с учетом переноса влажного воздуха и его взаимодействия с поверхностями суши и воды. Адвективные туманы могут оставаться плотными и днем, а их продолжительность может достигать нескольких суток.

Из сказанного ясно, что прогноз тумана – довольно сложная задача, при решении которой надо учитывать состояние и возможное изменение целого комплекса метеорологических величин, в том числе температуры и влажности воздуха, наличия облачности, ветра. Нужно также принимать во внимание состояние почвы, наличие или отсутствие снежного покрова, её способность испарять влагу и т.п. Поэтому в своё время было разработано несколько различных методик прогнозирования туманов (см. графики выше) и его продолжительности в зависимости от начальных условий атмосферы, типа воздушной массы и других критериев.