Утром выходишь из дома — а дальше третьего фонарного столба ничего не видно. Звуки приглушены, машины ползут шагом, мир сжался до нескольких метров. Туман кажется случайностью, но у него есть чёткий сезонный график, и объяснить его проще, чем кажется.

Туман раздражает водителей, задерживает рейсы и портит планы на утреннюю пробежку. Но за бытовым неудобством скрывается красивая физика: по сути, туман — это облако, которое легло на землю. Разница между ним и облаком только в высоте — механизм один и тот же. Разбираемся, почему этот механизм срабатывает именно осенью и весной, а не, скажем, в январе.

Как вообще образуется туман

Воздух всегда содержит водяной пар — невидимую влагу, испарившуюся с поверхности водоёмов, почвы и растений. Количество пара, которое воздух способен удержать, зависит от температуры: тёплый воздух вмещает больше, холодный — меньше.

Когда воздух остывает до так называемой точки росы, он больше не может удерживать всю влагу — «лишний» пар конденсируется на мельчайших частицах пыли, сажи и соли, образуя микроскопические капли воды. Миллиарды таких капель, зависших у поверхности земли, — это и есть туман.

Метеорологи считают туманом ситуацию, когда горизонтальная видимость падает ниже одного километра.

Почему осень — главный сезон туманов

Осень создаёт для тумана почти идеальные условия — и дело не в одном факторе, а в их совпадении.

  1. Остаточное тепло. Почва и водоёмы за лето накопили тепло и продолжают испарять влагу. Воздух насыщен водяным паром — «сырьё» для тумана в избытке.
  2. Длинные ночи. С сентября ночи становятся заметно длиннее дней. За долгую ночь земная поверхность успевает сильно остыть — и охлаждает приземный слой воздуха до точки росы. К рассвету влага конденсируется, и над полями, реками и городскими парками стелется туман.
  3. Безветрие. Осенние антициклоны — ясные, тихие, без ветра — не дают приземному воздуху перемешиваться с более тёплыми слоями выше. Холодный влажный слой стоит неподвижно, и туман может держаться часами.

Этот тип тумана называется радиационным — от слова «радиация» не в ядерном, а в физическом смысле: земля излучает (теряет) тепло в космос, охлаждается, и воздух над ней конденсирует влагу.

А весна — зеркальное отражение

Весенний туман работает по похожей схеме, но с обратным знаком. Воздух уже прогревается — днём может быть +10…+15 °C. А вот земля и особенно водоёмы ещё холодные после зимы. Тёплый влажный воздух натекает на холодную поверхность, остывает — и отдаёт влагу в виде тумана.

Такой туман называется адвективным (от латинского advectio — «принесённый»). Он образуется не из-за ночного охлаждения, а из-за горизонтального перемещения воздушных масс — тёплый воздух приходит туда, где поверхность ещё не прогрелась.

Адвективный туман коварнее радиационного: он может не рассеиваться с восходом солнца и держаться весь день.

Почему зимой туманов меньше

Логичный вопрос: зимой ведь тоже холодно — почему тумана меньше? Ответ — в количестве влаги. При низких температурах воздух физически не может удержать много водяного пара: при −15 °C его «ёмкость» примерно в десять раз меньше, чем при +15 °C. Мало пара — мало конденсата — мало тумана.

Исключение — морозные туманы над незамерзающими реками и водоёмами: вода при +1…+4 °C активно испаряет влагу, которая моментально конденсируется в ледяном воздухе. Такой «парящий» туман часто виден зимой над Москвой-рекой, Невой или над полыньями на озёрах.

Ещё один зимний тип — высокий радиационный туман: при затяжном антициклоне приземный воздух выхолаживается день за днём, и густой туман может накрывать целые регионы на несколько недель подряд.

Летом — тоже бывает, но реже и короче

Летние туманы случаются, но для них нужны особые условия: очень тихая ясная ночь после дождя, когда влажность высокая, а ветра нет.

Такой туман обычно стелется по низинам и речным долинам и рассеивается через час-два после восхода — летнее солнце прогревает поверхность быстро, и точка росы «убегает» вниз.

На побережьях — другая история. Морской адвективный туман может приходить и летом: тёплый воздух с суши натекает на холодную воду, и полоса тумана стоит вдоль берега. Сан-Франциско знаменит именно таким летним туманом — холодное Калифорнийское течение создаёт его почти ежедневно с июня по август.

Город как фабрика тумана

Городская среда добавляет к природному механизму собственный вклад. В воздухе мегаполиса в десятки раз больше ядер конденсации — частиц, на которых оседает влага: сажа от выхлопов, промышленная пыль, микрочастицы от стройки. Чем больше ядер — тем легче влаге конденсироваться, и туман образуется при чуть более высокой температуре, чем в чистом поле.

Именно поэтому города окутывает туманом плотнее и чаще, чем окрестности. Лондонский смог XIX–XX веков — крайний случай: промышленные выбросы создавали столько ядер конденсации, что город тонул в ядовитом тумане неделями.

После принятия Закона о чистом воздухе в 1956 году знаменитые «лондонские туманы» практически исчезли — не потому что изменился климат, а потому что воздух стал чище.

Где в России туманов больше всего

Чемпионы по количеству туманных дней — побережья и горные долины:

  • Курильские острова и Камчатка — до 100–120 туманных дней в году. Тёплое Тихоокеанское течение Куросио встречается с холодным Ойясио, и над зоной их контакта почти постоянно висит туман.
  • Сахалин — особенно южная часть, где туман с моря заходит на берег регулярно с мая по август.
  • Калининград — близость Балтики и влажный морской воздух дают частые адвективные туманы весной и осенью.
  • Средняя полоса — пик приходится на сентябрь–ноябрь, когда радиационные туманы стелются по речным поймам почти каждое ясное утро.

Когда туман опасен

Главная угроза тумана — на дорогах. Видимость падает до десятков метров, асфальт становится влажным и скользким, а водители, привыкшие к нормальной видимости, не успевают снизить скорость. Самые аварийные туманы — осенние утренние, радиационные: они плотные, стоят низко и часто ложатся полосами — водитель выезжает из чистого участка в стену белого и слепнет мгновенно.

В авиации туман — причина номер один для задержек рейсов. Большинство аэропортов оборудованы системами автоматической посадки, но при видимости ниже 50–75 метров (категория IIIC) даже эти системы не помогают, и аэропорт закрывается.

Почему туман рассеивается — и когда не рассеивается

В 70% случаев радиационный туман рассеивается сам — под действием утреннего солнца. Земля нагревается, приземный воздух теплеет, его «ёмкость» для пара растёт, и капли испаряются обратно. Остальные 30% случаев — это ситуации, когда туман рассеивается из-за усиления ветра или смены воздушной массы.

Адвективный туман солнцу поддаётся хуже — он может стоять весь день, пока тёплый воздух продолжает натекать на холодную поверхность. Именно поэтому весенние туманы над реками и озёрами иногда не расходятся до вечера — пока ветер не сменится или поверхность не прогреется.