31 дек 2023 8 079

Ученые выяснили, как образуется туман в горах

Среди всех разнообразных погодных явлений, наблюдаемых во всем мире, туман представляет собой уникальную загадку, поскольку он материализуется и исчезает вблизи поверхности Земли из-за сложного взаимодействия между колебаниями температуры и влажности воздуха с окружающей топографией.

Туман может оказаться очень опасен для участников дорожного движения, но метеорологи до сих пор не смогли научиться предсказывать его так же точно, как осадки, ветер и другие бурные явления погоды.

Возникновение этого явления возникает из-за сложности физических механизмов, способствующих созданию тумана, убеждена профессор атмосферных наук из университета Юты Жаосия Пу, которая руководила исследованием тумана в северной долине Юты.

Наше понимание ограничено. Чтобы точно прогнозировать туман, нам нужно лучше понять процесс, контролирующий его образование

— Жаосия Пу.

В статье, опубликованной Американским метеорологическим обществом, Пу и ее коллеги поделились результатами своего исследования, проведенного в рамках проекта Cold Fog Amongst Complex Terrain (CFACT), специально разработанного для исследования и глубокого понимания всего процесса и продолжительности холодного тумана в горных долинах.

Из-за своей способности значительно ухудшать видимость туман представляет значительную опасность для людей, находящихся в движении. Это особенно очевидно, если учесть, что туман, занимающий второе место после сильного ветра, является основной причиной авиационных происшествий. Более того, оно несет ответственность за многочисленные дорожно-транспортные происшествия и имеет возможность нарушить регулярную работу паромного сообщения.

Ночью Земля подвергается процессу охлаждения, при этом более холодный и плотный воздух спускается с высоких горных вершин и накапливается в низменных долинах. Это природное явление, обычно называемое «холодное воздушное стекание», играет значительную роль в общей динамике климата. Когда нисходящий воздух соприкасается с прохладной землей, он постепенно достигает точки росы — температуры, при которой воздух насыщается влагой. Если в атмосфере присутствует достаточное количество влаги, это взаимодействие приводит к образованию тумана — явления, похожего на облака, которое затрудняет видимость. Туман имеет тенденцию достигать максимальной плотности во время восхода солнца, что совпадает со временем, когда температура поверхности достигает самой низкой точки. Зимний сезон, характеризующийся продолжительными и холодными ночами, служит идеальной средой для развития и сохранения различных типов туманов.

Тревожные статистические данные еще раз подтверждают серьезность ситуации: сообщалось, что в результате происшествий, связанных с туманом, только в Соединенных Штатах за период с 1995 по 2004 год погибло ошеломляющее число — 13 720 человек.

Сегодня большинство прогнозов погоды осуществляется компьютерной моделью, известной как численное прогнозирование погоды (NWP), которая обрабатывает огромное количество метеорологических наблюдений с помощью компьютерных моделей для предсказания осадков, температуры и других элементов погоды. Однако эта модель не очень хорошо работает для туманов, и команда Пу надеется, что улучшения могут быть внесены с использованием массы данных, собранных ими в течение семи недель зимой 2022 года на нескольких площадках в долине Хебер.

Туман включает в себя множество физических процессов, поэтому требуется компьютерная модель, которая сможет лучше представить все эти процессы. Поскольку туман представляет собой облака недалеко от земли, для его прогноза требуется модель с высоким разрешением, чтобы его отобразить, поэтому нам нужны модели с очень мелкой шкалой, что сопряжено с большими вычислительными затратами. Существующие модели (относительно грубые по разрешению) не способны обрабатывать процессы тумана, и нам нужно улучшить модели для более точного прогноза тумана

— Жаосия Пу.

Земля охлаждается ночью, плотный, холодный воздух падает с горных вершин и скапливается в долинах — явление известно как «холодное воздушное стекание». Охлаждаемый землей, падающий воздух приближается к точке росы, и если в воздухе достаточно влаги, начинает образовываться туман, который становится наиболее густым около восхода солнца, когда температура поверхности самая низкая.