Короткий ответ. Обычный туман возникает, когда в приземном воздухе водяной пар конденсируется в мельчайшие капли, которые остаются взвешенными и ухудшают видимость. Часто влажный воздух охлаждается; над тёплой водой в холодную погоду дополнительная влага при смешении с холодным воздухом тоже может дать туман. Роса образуется иначе: пар конденсируется непосредственно на охлаждённом предмете. В холодных условиях возможен и отдельный ледяной туман из взвешенных частиц льда.
От влажного воздуха к туману: пять шагов
- У земли есть водяной пар. Он поступает в воздух при испарении с почвы, растений и водоёмов, переносится воздушным потоком. Сам водяной пар невидим. Поэтому видимая белая пелена — это уже не «пар как газ», а мелкие жидкие частицы, которые рассеивают свет.
- Меняются температура или количество влаги. Ясной спокойной ночью поверхность может остыть и охладить прилегающий воздух. Если он достаточно влажен, при охлаждении достигаются условия для конденсации. Другой путь — приток более тёплого влажного воздуха над холодной поверхностью. Над относительно тёплой водой в холодном воздухе испарение добавляет водяной пар, который может сконденсироваться при смешении с холодным воздухом. Это разные ситуации, а не одна обязательная последовательность в каждом тумане.
- Образуются мелкие капли. В обычном жидкокапельном тумане водяной пар конденсируется на мельчайших частицах в воздухе — аэрозолях. Таких капель много, поэтому слой становится заметным. Упрощённая фраза «воздух перестал вмещать воду» вводит в заблуждение: речь о соотношении температуры, количества водяного пара и условий фазового перехода, а не о заполненном сосуде.
- Капли остаются возле поверхности. Капли тумана взвешены в приземном слое воздуха, а роса образуется непосредственно на охлаждённой траве или стекле. Капли тумана рассеивают свет и ухудшают видимость. Туман поэтому можно назвать приземным облаком: физика взвеси сходна, ключевое различие для читателя — расположение относительно земли. Нижняя граница обычного облака находится выше поверхности.
- Условия меняются — туман меняется тоже. Прогрев, смешение с менее влажным воздухом или перенос воздушной массы способны уменьшить число капель или переместить слой. Ночной туман иногда рассеивается после восхода Солнца, но не обязан исчезнуть к определённому часу. Этот шаг показывает обратимость процесса, а не даёт прогноз длительности.
При температуре ниже нуля капли обычного тумана могут оставаться жидкими — переохлаждёнными — и замерзать при попадании на предметы, образуя изморозь. Отдельный ледяной туман состоит из мельчайших частиц льда, взвешенных в воздухе; это не то же самое, что переохлаждённые жидкие капли. Иней, образующийся непосредственно на предмете, также не следует смешивать с этими случаями.
Схема: один путь образования обычного тумана
## С чем часто путают
- С росой. Роса появляется, когда водяной пар конденсируется непосредственно на охлаждённом предмете. Туман — капли, взвешенные в воздухе у земли. Оба явления могут наблюдаться рядом, но капли, осевшие на траву из уже существующего тумана, не становятся росой по способу образования.
- С обычным облаком. Облако тоже состоит из взвешенных капель или кристаллов, однако его основание находится выше поверхности. Туман соприкасается с приземным слоем и влияет на видимость там, где находится наблюдатель.
- С сухой дымкой и смогом. Сухая дымка связана со взвесью мелких частиц без капель воды. Словом «смог» могут описывать сочетание тумана с сильным загрязнением воздуха; наличие загрязнения не исключает водяные капли. По одному белесому виду без измерений нельзя надёжно установить состав воздуха.
- С видимым «паром». Настоящий газообразный водяной пар невидим. Видимое облачко над тёплой водой содержит сконденсировавшиеся микрокапли; именно образование этих капель важно для примера испарительного тумана.
- С ледяным туманом и инеем. Ледяной туман — взвешенные частицы льда в воздухе. Переохлаждённые капли остаются жидкими до замерзания на предмете; возникающая изморозь не тождественна инею, который формируется непосредственно на предмете.
Границы объяснения и связи
Это общий механизм, а не способ вычислить видимость на дороге, аэропорту или берегу сегодня. Для конкретного места нужны измерения влажности, температуры, ветра и официальные прогнозы. Статья не классифицирует все типы тумана и не даёт собственных предупреждений. Если вопрос связан с безопасностью движения, следует смотреть актуальные сообщения официальной метеослужбы и дорожных служб.
План внутренних связей, без URL: будущая статья «Как образуются облака» подробнее объяснит взвесь выше земли; «Как образуется роса» — конденсацию на поверхности. Ссылки ставить только после публикации соответствующих страниц, не придумывая их адреса.