В простейшей трактовке туман – это облако у самой поверхности Земли, которое приводит к снижению видимости до 1000 метров и менее. Любое снижение видимости, вызванное облаком у земной поверхности, именуется туманом или мглой. Оно связано с тем, что облако состоит из миллиардов мельчайших водяных капелек, которые становятся на пути у солнечного света к вашему глазу. Поэтому чем плотнее туман, тем хуже сквозь него видно.

Туманы делятся на два основных типа: радиационные и адвекционные. Прежде чем объяснить разницу, нужно заметить, что способ образования тумана в обоих случаях одинаков. Воздух содержит невидимый глазу водяной пар. Чтобы убедиться в этом, прижмите ладони к лицу и несколько раз в них выдохните: вы почувствуете, что они становятся влажными, поскольку водяной пар изменяет свое агрегатное состояние, становясь жидкостью. Когда воздух охлаждается, он достигает точки, в которой водяной пар начинает конденсироваться в мельчайшие водяные капельки. Температура, при которой это происходит, называется «точкой росы», и синоптикам очень важно ее знать. Как и температура воздуха вообще, точка росы[11] может значительно изменяться в зависимости от времени года и географического положения. Если температура воздуха становится примерно на 2 градуса ниже точки росы, наступает критический момент, и водяной пар превращается в воду. Таким образом, туман образуется, когда в воздухе у земной поверхности находится достаточно взвешенных водяных капелек, чтобы затруднить видимость.

Существуют различия в том, как именно воздух охлаждается до температуры точки росы. Наиболее распространен зимой радиационный туман. Для его образования из всех погодных условий важнее всего ветер. Для формирования радиационного тумана он должен быть очень слабым. Слишком сильный ветер – и нижняя часть атмосферы, известная как пограничный слой, становится слишком турбулентной и перемешанной (хотя в незначительной степени это и необходимо). Такой туман называется радиационным, потому что воздух у земной поверхности охлаждается тепловым излучением. Чаще всего воздух охлаждается настолько при чистом небе, когда значительная доля тепла уходит в атмосферу (при сильной облачности образуется своего рода теплое одеяло, которое не дает температуре слишком снизиться ночью). Воздух продолжает охлаждаться, температура падает до двух градусов ниже точки росы, и образуется туман, который к утру постепенно рассеивается, поскольку Солнце начинает прогревать верхний слой тумана или почву. Кроме того, рассеять туман может и поднявшийся ветер.

Адвекционный туман образуется чаще всего над поверхностью воды – над озером или морем. Физический процесс охлаждения и конденсации воздуха над поверхностью точно такой же. Однако в случае адвекции теплый влажный воздух движется поверх сравнительно более холодного воздуха над поверхностью воды. Это значит, что теплый воздух начинает охлаждаться и, наконец, перестает удерживать влагу, после чего образуются водяные капельки. Появляется туман. В отличие от радиационного тумана, для которого нужен слабый ветер, адвекционный туман может образоваться при умеренных и даже сильных ветрах: воздух перемещается над поверхностью воды. Ветер часто переносит туман вглубь суши, так что в некоторых случаях на побережье может быть туман, хотя дальше видимость полная. Адвекционный туман может держаться по нескольку часов и даже дней, если имеется постоянный приток теплого влажного воздуха поверх более холодного воздуха над поверхностью воды.

Примерно так же, как адвекционный, образуется и туман на склоне холма – в этом случае теплый влажный воздух движется вверх по холму или горе. Восходящий таким образом воздух охлаждается и конденсируется, достигая точки росы. По сути это тоже облако, формирующееся на склоне холма или горы, но в этом тумане видимость снижается еще сильнее.

Иногда в прогнозе погоды ведущий или метеоролог говорит о переохлажденном тумане. Это попросту туман, который образуется при температуре ниже точки замерзания. Водяные капельки, из которых состоит туман, могут не замерзать, а существовать в виде переохлажденной воды. Она начинает замерзать, когда капли долетают до поверхности земли, после чего запускается процесс кристаллизации. Поэтому, хотя такой тип тумана тоже характеризуется снижением видимости, можно заметить, как формируются белые льдинки – изморозь.

В случае тумана предсказать погоду где угодно довольно сложно, поскольку она становится очень фрагментированной. В некоторых случаях можно догадаться, что туман образуется на очень большой территории; в других ситуациях он формируется клочками, но при этом бывает очень плотным. Такой тип тумана – один из самых опасных: вы едете себе в условиях отличной видимости, но время от времени внезапно въезжаете в полосы плотного тумана.

Первое, что нужно знать в таких случаях синоптику – общее состояние климата. Как мы уже выяснили, для образования радиационного тумана необходим слабый ветер. Кроме того, нужно определить точку росы для воздушной массы в этом районе и спрогнозировать, насколько упадет температура. Если она достигнет двух градусов ниже точки росы, высока вероятность образования тумана, особенно если в пограничном слое будет достаточно влажно.

В долинах особенно часто образуется радиационный туман, и для подобных районов прогнозирование тумана будет более точным. Дело в том, что температура здесь может быть ниже, чем в окрестностях, так что вероятность того, что она упадет ниже точки росы, более значительна. Предсказать, когда туман рассеется, тоже очень сложно. Работая метеорологом в британских ВВС, Саймон много раз по утрам пытался объяснить летчикам, когда туман может рассеяться достаточно, чтобы можно было вылететь. Один из вариантов рассеивания тумана – повышение температуры воздуха, отчего туман «сгорает»: водяные капельки нагреваются, пока не превращаются обратно в водяной пар. Для определения температуры, при которой рассеивается туман, а затем времени, за которое установится эта температура воздуха, используются метеорологические методики и специальное оборудование. Без доступа к профессиональным методам предсказания погоды можно использовать простое, хотя и довольно общее правило. Возьмите порядковый номер текущего месяца и прибавьте два – так вы получите время, за которое рассеивается туман. Например, если на дворе сентябрь, девятый месяц, добавьте два и получите, что туман рассеется примерно в 11 утра. Но помните, что такой метод работает не всегда.

Кроме того, туман может рассеяться и при усилении ветра, который смешает слои тумана и разгонит капельки. Набежавшие ночью облака тоже могут рассеять туман: появившись над ним, они немного прогреют землю. Если же облака наплывут на туман утром, они, напротив, помешают ему рассеяться: Солнце не сможет в достаточной степени прогреть верхний слой тумана или землю. С туманом всегда сложно.

Чтобы предсказать адвекционный туман, в том числе над морем и на склоне холма, мы вновь стремимся рассмотреть более общую картину. Например, стоит задаться вопросом: не гонит ли теплый фронт в Великобританию теплый воздух? Если ответ утвердителен, мы оцениваем точку росы и предсказываем температуру. Во многих случаях, когда с запада или юго-запада через Великобританию движется фронт теплого воздуха, образуется множество низких облаков и повышается влажность, что создает предпосылки для образования адвекционного тумана над побережьями и склонами холмов. Такой тип формирования тумана предсказать несколько проще, чем радиационный.

Так иногда называют очень плотный туман. Этот термин появился в 1820 году, когда один художник образно назвал лондонский воздух плотным, как гороховый суп. В то время часто снижение видимости вызывал не только туман: дома отапливались углем, и в больших городах вроде Лондона существовали значительные проблемы с экологией, в воздухе висел плотный смог. В те дни, когда дул слабый ветер и образовывался туман, в сочетании со смогом он чрезвычайно затруднял видимость. Воздух был так загрязнен, что от сажи и сернистого газа становился ядовитым, что приводило к смерти пожилых людей, детей и больных с проблемами дыхательной системы. «Гороховый суп» случался настолько часто и приводил к таким плачевным последствиям, что после самого ужасного смога, когда в 1952 году в Лондоне было зафиксировано около 12000 смертей, связанных с ним, был принят Закон о чистом воздухе.[12] Хотя сейчас в Великобритании уже нет таких серьезных проблем со смогом и загрязнением воздуха, особенно густой туман мы до сих пор иногда называем «гороховым супом».