Секрети природи. Утворення крапель туману за різних температур
Опинившись серед білої суцільної хмари, настільки щільної, що на відстані витягнутої руки практично нічого неможливо розрізнити, нерідко ставиш собі питання: чому утворився такий густий туман, чому він білого кольору і починаєш роздумувати про те, як довго це явище зазвичай триває, а також чому будь-який туман розсіюється.
Тумани формуються під час скупчення в повітрі в нижніх шарах атмосфери крапель або крижаних кристаликів, через що вздовж земної поверхні утворюється хмари пелена, що нагадує, що обмежує видимість настільки, що далі одного кілометра простір не проглядається, а в деяких випадках предмети стають важкорозрізними кількох метрів.
Якщо температура довкілляперевищує -10 ° С, пелена пара складається лише з крапель. Якщо температурні показники коливаються від -10 до -15°С – з крапельок води та крижаних кристаликів, а коли на вулиці –15°С – туман складається з дрібних крижаних кристалів, що переливаються при світлі нічних ліхтарів.
Чому утворюється цей феномен, відповісти нескладно: своєю появою він зобов'язаний або випаровування води з теплої поверхні холодне повітря, або охолодження насичених вологою теплих повітряних потоків. Наприклад, за виникненням наземних хмар можна нерідко спостерігати ввечері або вранці після зниження температури ґрунту та рослинності (трави), нижні шари атмосфери настільки сильно охолоджуються, що починають виділяти зайву вологу у вигляді водяних крапель.
Ще одним прикладом, цього разу – зимовим, є туман над річкою, озером або іншою водоймою, на льоду якого утворилася ополонка: у морози над нею завжди стоїть пелена, що стелиться над водною поверхнею. Відбувається це тому, що температура води під час морозів тепліше навколишнього її льоду і повітря, що стикається з ним (через це повітря над водою завжди тепліше за інше і туман над річкою в районі ополонки стоїть майже завжди).
Після того як тепле повітря змішується з холодними повітряними потоками, воно починає охолоджуватися, виділяючи пару і утворюючи біля поверхні Землі хмару. Тому туман над річкою та іншими водоймами зазвичай стійкий і тривалий: тут постійно поєднуються холодні та теплі повітряні потоки та течії.
Яскравим прикладом цього явища вважається розташований в Атлантичному океані канадський острів Ньюфаундленд. Через те, що тут стикаються одна з одною дві течії – тепла Гольфстріма і холодна Лабрадорська, місцеві жителізмушені проводити серед марева близько ста двадцяти туманних днів на рік.
Формування наземних хмар
Коли насичене водяною парою повітря охолоджується або змішується з більш холодними повітряними потоками, в атмосфері починають виділятися краплі. Після цього за наявності над земною поверхнею найдрібніших частинок пилу, вони починають до них прилипати, нашаровуючись один на одного і формуючи краплі більших розмірів (що більше в повітрі пилу, тим швидше утворюється хмара, тому великі міста практично завжди огорнуті слабкою майже непомітною пеленою) .
У теплу пору року розмір такої краплі коливається від 5 до 15 мкм, під час морозів – від 2 до 5 мкм, тому холодний зимовий туман не такий густий, як літній. Як тільки краплі досягають необхідних об'ємів, предмети виявляються розпливчастими і важкорозрізняються: повітря при сильному тумані набуває білуватий відтінок і синюватий - при слабкому.
Відповідь на питання, чому це явище буває різних забарвлень, проста: дрібніші краплі краще розсіюють короткі сині промені, тоді як у густих наземних хмарах краплі більших розмірів і світлові хвилі розсіюють всі промені однаково незалежно від їхньої довжини.
Водність таких хмар зазвичай не перевищує 0,5 г/м3, але іноді густий туман може містити до 1,5 г/м3 (цієї води достатньо, щоб рослини отримали необхідну вологу, особливо це важливо для рослинності посушливих районів планети). Наскільки непроникною виявиться пелена, багато в чому залежить від вологості повітря, яка під час виникнення наземних хмар зазвичай становить від 85 до 100%:
- якщо видимість вбирається у 50 метрів, спостерігається густий туман, а кількість крапель – 1200 однією кубічний сантиметр;
- якщо простір проглядається з відривом від 50 до 500 метрів – помірний (водяних крапель у разі від 100 до 600);
- якщо видимість становить кілометр – слабкий (крапель – від 50 до 100).
Непоодинокі тумани і під час морозів, при цьому явище можна побачити навіть тоді, коли вологість не перевищує п'ятдесяти відсотків. Зазвичай їх можна спостерігати у містах, особливо на залізничних та автобусних вокзалах, де пелена утворюється за рахунок пари, яка з'являється під час згоряння палива та викидається у повітря через димарі та вихлопні труби.
Види
Своїм походженням наземні хмари які завжди зобов'язані лише природі: велике числотуманів виникає в містах, а тому складаються вони не тільки з крапель і пилу, але також диму, кіптяви, які викидаються фабричними або пічними трубами, або виникають після або під час пожеж, коли горить ліс, торф чи степ. За походженням метеорологи ділять тумани на сухі (в їх освіті якраз і винні дим, кіптява тощо) і вологі (задіяні лише вода та пил), при цьому нерідко друга форма перетікає в першу.
У свою чергу, вологі тумани, на освіту яких безпосередньо вплинула природа – це вечірній, нічний або ранковий туман (саме цей період є оптимальним для виникнення хмар, що стелиться по землі), метеорологи також ділять на групи:
- Поземний. Вечірній або ранковий туман, що низько стелиться над земною поверхнею або водоймою (наприклад, туман над річкою). Пелена може бути суцільна, а може йти окремими клаптями, а видимість не перевищуватиме кілометра.
- Просвічується. Незважаючи на те, що вздовж поверхні видимість невисока і в деяких випадках не перевищує кількох метрів, на небосхилі цілком можна розрізнити хмари. До цього виду відносять нічний, вечірній та ранковий туман.
- Суцільний. Видимість густого туману дуже обмежена і не перевищує п'ятдесяти метрів. Небо майже не видно, тому хмари розрізнити майже неможливо. Здебільшого це вечірній, нічний та ранковий туман, а під час холодів при підвищенні температурних показників холодний туман можна побачити і вдень.
Чому зникають тумани
Тривалість цього явища різна і може становити від півгодини до кількох діб (особливо під час холодів або зіткнення теплих і холодних повітряних і водних потоків, наприклад, туман над річкою). Основною причиною того, чому будь-який туман розсіюється, є прогрівання повітря.Оскільки пелена утворюється біля поверхні, після того, як сонячні промені її прогрівають, нагрівається повітря, внаслідок чого краплі випаровуються і перетворюються на пару.
Чим вище над земною поверхнею, тим туман розсіюється слабше, оскільки у верхніх шарах атмосфери температура повітря знову починає знижуватися, пара перетворюється на водяні краплі та формує хмари.
МБОУ «ЗОШ № 6 з поглибленим вивченням окремих предметів»
м. Реутов
Науково-дослідницька робота на тему:
«Таємничий туман»
учень 2 "Д" класу
Хапілов Артем
Олегович
Керівник:
вчитель початкових
класів МБОУ «ЗОШ
№ 6 з поглибленим
вивченням окремих
предметів»
Іванцова Людмила
Олександрівна
Реутов 2013
1. Введення
2.Гіпотеза
3.Дослідна діяльність
3.1.О тумані з наукової крапки зору
3.2.Туман навколо нас
3.3.Вплив туману на навколишній мир: життя живих організмів і
людини
3.4.Проведення дослідно-дослідницької роботи
4.Висновки
5.Література
Навколишнє нас природа і її явища во Усе часи цікавили людину. Мені теж дуже цікаво спостерігати за тим, що я бачу навколо себе. Природні явища – одна з самих загадкових речей на планети.
Основна мета моєї роботи – дізнатися о природі туману.
Для досягнення поставленої мети необхідно виконати такі
завдання:
дізнатися о причинах виникнення туману;
практичним шляхом переконатися в правильності теоретичних
аргументів освіти туману,
встановити, яке вплив туман надає на життя живих
організмів і людини.
Я припускаю, що:
- оскільки туман – це явище природи, то він може бути одним
з станів води, таким як сніг або дощ;
- туман утворюється через перепаду температури.
Я вирішив провести дослідження по цією проблемі: переконатися практичним шляхом в причинах походження туману і дізнатися о його вплив на навколишній мир.
Вода в природі буває в трьох станах: твердому, рідкому і
газоподібному.
При цьому вода постійно переходить з одного стану в інше, утворюючи
колообіг води в природі.
Незважаючи на достатньо точне зображення кругообіг води в природі,
на цьому малюнку Відсутнє один не обов'язковий, але складник
елемент процесу випаровування. І елемент цей називається туман.
за даними «Малого академічного словника», туман – це скупчення
дрібних водяних крапельок або крижаних кристалів в приземних шарах
атмосфери, робляче повітря непрозорим.
за інформації, отриманої мною з статті в «Енциклопедії Брокгауза і
Єфрона», основна причина утворення туману – випаровування води з теплою
поверхні суші або водойм в холодний повітря.
Спостерігати туман можна, можливо в різних умовах:
В умовах
У сучасному
використання
Хмара, що піднімається над чайником з киплячою водою, теж можна, можливо назвати
туманом, так як складається воно з найдрібніших крапельок води.
У зимове час року можна, можливо спостерігати туман з рота. Теплий повітря,
вихідний з рота, на морозі перетворюється в найдрібніші крапельки води,
утворюють хмарно. Такий ж процес можна, можливо спостерігати в морозний
день, якщо вдома відкрити вікно. за цією ж причини з вихлопний труби
автомобіля виходять цілі туманні хмари.
Вивчивши природу освіти туману, люди навчилися відтворювати
туман в штучних умовах, і знайшли цьому гідне застосування.
Вчені винайшли цілі генератори, що дозволяють відтворювати ефект
туману. на сьогоднішній день техніка, з допомогою якої отримують
штучний туман, дуже популярна. Особливо при організації
концертних заходів і зйомках кіно.
Системи туманоутворення застосовуються також для охолодження і
зволоження навколишнього середи в спекотне час року.
Ще штучний туман використовують в якості прикраси.
Туман може приносити користь і в домашніх умовах.
Наприклад, зволожувач повітря або
медичний інгалятор
Незважаючи на Усе корисні властивості туману, отриманого штучним
шляхом, красу природного туману він навряд чи замінить. У час туману
міста стають особливо гарними і загадковими. Багато
фотографи намагаються сфотографувати ці незабутні моменти.
Туман в Лондоні (Велика Британія)
Туман в Швейцарії
Туман в Південно-Африканської республіці
Туман в Італії
Туман в Дубаї (Об'єднані Арабські Емірати)
Туман в Нью-Йорку (США)
Туман во Владивосток (Росія)
Туман в Реутове, Росія, осінь 2010, фотограф Олександр Кузнєцов
Часті і затяжні тумани можуть стати причиною гниття
сільськогосподарських культур і провокують розвиток хвороб
рослин. Боротьба з цими хворобами дуже витратна і трудомістка.
Томат, заражений фітофторозом
Через поганий видимості во час туману закривають аеропорти і відбуваються
аварії на дороги.
Туман небезпечний не тільки для рослин і водіїв різного транспорту. Він
може наносити шкода будь-кому людині. Особливо людям, страждаючим алергією.
Пил і інші шкідливі найдрібніші частинки затримуються в тумані, і людина
змушений цим дихати. При сильному забруднення повітря, особливо влітку, туман
може сприяти розвитку смогу, що негативним чином дається взнаки на
здоров'я людей.
Зміг огорнув Москву, 2010 рік
ДОСВІД № 1
Для проведення досвіду, що доводить основну причину
виникнення туману, знадобиться:
1.Скляний посудина, витримуючий температуру кипіння води;
2.Кипляча вода;
3.Ємність зі льодом, яку можливо встановити на скляний судина.
1. Скляний посуд потрібно наполовину наповнити киплячий
водою.
На скляну посудину, наповнену окропом,
встановити форму з льодом.
3. Через кілька секунд можна побачити як пару,
що йде від окропу, перетворюється на дрібні крапельки
води, тобто туман.
Відбувається це через зіткнення гарячої пари з крижаною
поверхнею форми.
Так ось як
з'являється
туман!
Після того, як температура води та навколишнього повітря стає
приблизно однаковою, туман зникає, тобто перетворюється знову на пару і
продовжує свій шлях у кругообігу води в природі.
ДОСВІД № 2
Для другого досвіду знадобиться:
Прозора скляна пляшка;
Гаряча вода;
Кубик льоду;
Темно синя або чорна папір.
1. Пляшку потрібно наповнити гарячою водою
2. Через 3 хвилини потрібно вилити воду, залишивши трохи на дні,
і покласти зверху на шийку пляшки кубик льоду
На тлі аркуша темного паперу можна побачити таке. Там де
гаряче повітря, що піднімається з дна, стикається з охолодженим повітрям у
шийка, утворюється біла хмарка. Водяна пара, що міститься в повітрі,
перетворюється на дрібні водяні крапельки, тобто туман.
За результатами дослідницької роботи, я
підтвердив гіпотезу та досвідченим шляхом встановив:
1.Туман є одним з станів води.
2.Туман утворюється через зіткнення пара з
холодним повітрям.
3.Пар перетворюється в туман, а туман знову в пар,
беручи участь в кругообіг води в природі.
4.Ефект туману може бути корисним в життя
людей.
5.Природні тумани можуть завдавати
значний шкода і викликати несприятливі наслідки, але є
невід'ємною частиною природи.
1. Велика книга експериментів для школярів/Під ред. Антонелли Мейяні; Пров. з іт. е.. І.
Мотильовий. – М.: ЗАТ «РОСМЕН ПРЕС», 2010.
2. Д. Пайл, П. Робсон, Дитяча енциклопедія «Планета Земля», ТОВ «Видавництво «Ексмо», 2010.
3. Малий академічний словник російської мови (електронна версія).
4. Москвин А. Р., Лосєв До. С., Велика енциклопедія природи «Вода і повітря», "Мир книги», 2004.
5. Мої перші наукові досліди, «Видавнича група «КОНТЕНТ», Словаччина, 2003.
6. Навколишній мир. 2 клас. Навч. Для загальноосвітніх установ/ А. А. Плешаків. – М.:
Просвітництво, 2012.
7. Шкільний етимологічний словник російської мови. Походження слів/ н. М. Шанський,
Т. А. Боброва. – 7-е вид., стереотип. – М.: Дрофа, 2004.
8. Енциклопедія Брокгауза і Єфрона (електронна версія).
Інші джерела:
1. Пізнавальні матеріали про навколишньому світі "Мир природи», ТОВ "Новий диск», 2008.
2. Відеоматеріали пізнавальної програми НЕОкухня, представленою телеканалом Карусель,
3. http://ua.vikipedia.org
4. www.rea.org.ua
5. www.delasuper.ru
1 із 15
Презентація на тему:Як виникає туман?
№ слайду 1
Опис слайду:
№ слайду 2
Опис слайду:
№ слайду 3
Опис слайду:
№ слайда 4
Опис слайду:
Що таке туман? Туман - форма конденсації парів води у вигляді мікроскопічних крапель або крижаних кристалів, які, збираючись у приземному шарі атмосфери (іноді до кількох сотень метрів), роблять повітря менш прозорим. Утворення туманів починається з конденсації або сублімації водяної пари на ядрах конденсації - рідких або твердих частинках, завислих в атмосфері. Тумани з водних крапель спостерігаються головним чином при температурах повітря вище -20 °C, але може зустрічатися навіть і при температурах нижче -40 °C. При температурі нижче -20 ° C переважають крижані тумани. Найбільша кількість туманних днів на рівні моря – у середньому понад 120 на рік – спостерігається на канадському острові Ньюфаунленд в Атлантичному океані. Тумани в населених пунктах бувають частіше, ніж далеко від них. Цьому сприяє підвищений вміст гідроскопічних ядер конденсації (наприклад, продуктів згоряння) у повітрі. Тумани перешкоджають нормальній роботі всіх видів транспорту, тому прогноз туманів має велике народногосподарське значення. Штучне створення туманів використовується при наукових дослідженнях, у хімічній промисловості, теплотехніці та інших галузях.
№ слайду 5
Опис слайду:
Чому відбуваються тумани? Будь-який туман, зазвичай, виникає під впливом кількох чинників. На цій підставі побудовано генетичну класифікацію туманів. Зниження температури повітря є однією з основних причин конденсації водяної пари як поблизу земної поверхні, так і у вільній атмосфері. Внаслідок зниження температури утворюються найінтенсивніші тумани. Залежно від виду процесу, що призводить до охолодження, розрізняють: радіаційні та адвективні тумани та орографічні тумани. Радіаційні тумани утворюються в результаті охолодження земної поверхні та прилеглого шару повітря під впливом випромінювання та турбулентного перемішування. Зазвичай вважають, що при утворенні радіаційних туманів частка водяної пари при охолодженні повітря до точки роси практично залишається постійною. Зниження температури нижче точки роси супроводжується конденсацією водяної пари, яка призводить до зменшення частки та тиску водяної пари. Для утворення туману необхідно, щоб сконденсувалася певна кількість водяної пари. Сприятливими умовами для утворення радіаційних туманів є відсутність хмарності або наявність хмарності тільки верхнього ярусу. Збільшення кількості хмар та зменшення їх висоти призводить до посилення противипромінювання атмосфери та зменшення ефективного випромінювання земної поверхні, що не сприяє охолодженню останньої; висока відносна вологість у початковий момент. Чим вище відносна вологість, тим менше охолодження, необхідне досягнення стану насичення та утворення туману.
№ слайду 6
Опис слайду:
Штучний туман. Штучне створення туманів використовується при наукових дослідженнях, у хімічній промисловості, теплотехніці та інших галузях. Як штучний туман допомагає сільському господарству? Найбільш ефективною технологієювирощування рослин є метод зеленого живцювання, яким можна розмножувати багато рослин - троянди, хризантеми, виноград, багато плодових і ягідних культур, навіть помідори. Щоб рослина прижилася, вологість повітря має бути близькою до 100%, т.к. зелені живці з листям не мають власної кореневої системи та вологу, а також харчування можуть отримувати тільки через листя. Тому вирощують саджанці в теплицях, де іноді розпорошується вода, що подається під тиском кілька десятків атмосфер, утворюючи туман, що складається з крапель розміром не більше 30 мкм. Туман з більших крапель швидко осідає. Туман у теплиці не тільки насичує повітря вологою, але й може знижувати температуру в ній на кілька десятків градусів, забираючи теплоту, необхідну для випаровування, що дає можливість використовувати теплиці в умовах жаркого клімату. При вирощуванні у відкритому ґрунті створення штучного туману під час нічних заморозків спрямовує тепло, що випромінюється Землею, на зігрівання рослин. Це відбувається через те, що водяні пари інтенсивно поглинають інфрачервоне випромінювання.
№ слайду 7
Опис слайду:
1) Види туманів. За способом виникнення тумани діляться на два види: Тумани охолодження - утворюються через конденсацію водяної пари при охолодженні повітря нижче за точку роси. Тумани випаровування - є випарами з теплішої поверхні, що випаровує, в холодне повітря над водоймищами і вологими ділянками суші. Фронтальні - атмосферних фронтів, що утворюються на межах.
№ слайду 8
Тема дослідження: «Туман» Учениця 1 класу Мавріцева Дарина Сергіївна Керівник: Пєтошина О.С. МОУ «Середня загальноосвітня школа №4 з поглибленим вивченням предметів художньо-естетичного циклу» округ Муром Володимирської області
Дізнатися, що таке туман? Пояснити причини виникнення різних видів туману. Провести практичне дослідження: утворення туману у домашніх умовах.
Працювала з довідковою літературою; Зверталася до інтернет-ресурсів; Проводила досліди щодо створення туману в домашніх умовах.
Це атмосферне явище, що робить повітря менш прозорим, каламутним і предмети стають погано видимими. Тобто ця хмара біля поверхні землі. Туман - скупчення в приземному шарі атмосфери зважених у повітрі дрібних крапель води або крижаних кристалів, що утворюються в результаті: - Конденсації водяної пари при охолодженні повітря нижче точки роси (тумани охолодження); або - випаровування з більш теплої поверхні, що випаровує, в холодне повітря над водоймами і вологими ділянками суші (тумани випаровування).
С. Єсенін: Ниви стиснуті, гаї голі, Від води туман і вогкість… Пряний вітер. Гаснуть зорі. По траві повзе туман. А.С. Пушкін: " Згасло денне світило, На морі синє вечірній впав туман".
Перший приклад. Прилеглий до води охолоджений ранковий повітря має нижчу температуру, ніж вода. Тому з теплої водної поверхні холодне повітря випаровується додаткову кількість пари. В результаті виникає туман випаровування.
Другий приклад. Тут відбувається випаровування додаткової кількості пари у відносно холодне повітря (що знаходиться над поверхнею льоду) з відносно теплою поверхнею, якою є в даному випадку поверхня відкритої води. Як і в попередньому прикладі, ми маємо тут справу з туманом випаровування.
Третій приклад. Тепле повітря, що нагрілося взимку над річковою водою, збагачується вологою, а потім охолоджується над засніженим берегом або над морською водою. І в тому, і в іншому випадку виникає туман охолодження.
Четвертий приклад. Теплі шари повітря, що збагатилися вологою, піднімаються вгору і сильно охолоджуються. Виникає туман охолодження, який потім опускається схилом гори назад до моря.
П'ятий приклад. Внаслідок переходу теплоти від нагрітого шару приповерхневого повітря до землі, що швидко охолола, відбувається охолодження повітря і виникає типовий туман охолодження.
Мені знадобиться: Порожній графин з вузьким шийкою Гаряча вода Кілька крапель алкоголю Кубики льоду Піпетка
Щоб зробити туман я насамперед на третину наповнила графин гарячою водою. Капнула кілька крапель алкоголю у графин за допомогою піпетки. Взяла кубик льоду і тримала його над шийкою графина. У графині утворився туман.
Туман з'являється при зіткненні холодного повітря та теплої землі. В результаті такого зіткнення вода, що випаровується при контакті з теплою землею, знову піднімається в холодне повітря, сповільнюється і конденсується. Туман буває кількох видів. Дізналася, як можна створити туман у домашніх умовах