передал Райнис в своем стихотворении Туман без конца ;

Туман сочится меж ветвей, Трава сырая побелела. Пронизывает до костей Седою изморосью тело. Где спрятаться? Где переждать? Туманный полог не редеет. Настанет день... И ночь опять... А изморось все сеет, сеет.

Туман глазами внимательного наблюдателя. Туман представляет собой скопления мелких капелек воды (или мелких ледяных кристалликов), возникающие при определенных условиях в непосредственной близости от поверхности земли или водной поверхности. Туман стелется над самой поверхностью земли или воды, образуя слой толщиной примерно от метра до десятков метров (иногда до сотен метров). Он снижает горизонтальную видимость, ограничивает ее расстояниями от километра (слабый туман) до нескольких метров (очень сильный туман).

Когда и где образуется туман? Все знают, что туман часто образуется в низинах, оврагах, болотистых местах, где воздух достаточно влажный. Возникает он и над поверхностью воды (морские, озерные, речные туманы). Туман может образоваться утром, но может появиться и вечером - после захода солнца. Иногда туман не прекращается целые сутки.

Из огромного разнообразия туманов мы выделим пять конкретных примеров, опишем их, а впоследствии объясним физику возникновения.

Первый пример. Предположим, что имеется хорошо прогреваемый солнцем водоем - пруд, озеро.

мелководная бухта. За ночь воздух над поверхностью воды охлаждается в большей степени, чем сама вода, и его температура оказывается существенно ниже. Над водой возникает утренний туман.

Этот утренний туман весьма нестоек. Взойдет солнце, и он рас-стает без следа. Желая подчеркнуть быстротечность молодости и юных мечтаний, А. С. Пушкин нед.ром упоминает утренний туман. Напомним строки из его стихотворения К Чаадаеву :

Любви, надежды, тихой славы Недолго нежил нас обман, Исчезли юные забавы, Как сон, как утренний туман.

Второй пример. Холодный воздух переносится ветром в горизонтальном направлении и оказывается над теплой водой. И тут же над водой начинает образовываться туман. Такой туман можно наблюдать, например, в Арктике, когда слои холодного воздуха над льдами перемещаются на открытую воду.

Третий пример. Теплый воздух переносится ветром в горизонтальном направлении и оказывается над холодной поверхностью. При этом он охлаждается, и в результате возникает туман. Такой туман образуется, например, когда воздушные массы, получившие теплоту от реки, перемещаются к покрытому снегом холодному берегу. Таковы зимние туманы, характерные для Ленинграда. Возможен и другой случай: слой воздуха, прогревшись над берегом, перемещается в сторону моря и там отдает теплоту холодной морской воде. Эти туманы образуются летними вечерами на море вблизи берега.

Вспомним у А. С. Пушкина:

Погасло дневное светило,

На море синее вечерний пал туман.

Четвертый пример. Находящиеся над нагретой водой теплые слои воздуха поднимаются по склону горы вверх и попадают в область относительно холодного воздуха. И уже там, наверху, в процессе охлаждения поднявшегося теплого воздуха образуется туман, который по склону горы опускается затем вниз, к воде.

Именно эту ситуацию описал И. А. Бунин в своем стихотворении Сумерки :

Все - точно в полусне. Над серою водой Сползает с гор туман, холодный и густой, Под ним гудит прибой,

зловеще разрастаясь, А темных голых скал прибрежная стена, В дымящийся туман погружена. Лениво курится, во мгле теряясь.

Пятый, пример. После захода солнца нагретая за день земля остывает быстрее, чем воздух. Приповерхностные слои воздуха оказываются теплее; они начинают отдавать теплоту земле и, как следствие, охлаждаются. Возникает вечерний туман, описанный М. Ю. Лермонтовым:

и скрылся день; клубясь, туманы Одели темные поляны Широкой белой пеленой.

Обратим внимание на подмеченное Лермонтовым свойство тумана клубиться. Но туман не обязательно клубится. Чаще он ползет . Это отмечает С. А. Есенин:

Пряный вечер. Гаснут зори. По траве ползет туман.

Заметим, что подобные картины обычно наблюдают на приро-

де - в полях и лугах, на лесных полянах и среди холмов, о чем сказано в приведенных только что стихотворных строках. Городские же туманы, как правило, более плотные и на первый взгляд неподвижны. Вспомним у Верхарна: Сплошными белыми пластами залег туман между домов .

Какого цвета туман? Легкая туманная дымка над морем имеет голубоватый цвет. Хорошо известное стихотворение М. Ю. Лермонтова Парус начинается так:

Белеет парус одинокий В тумане моря голубом...

Туману действительно свойствен синеватый цвет. Правда, плотные туманы не голубые, а белые или, точнее говоря, белесые. Неудивительно поэтому, что городские жители почти никогда не видят голубых туманов. Густые городские туманы могут походить на белый войлок плотный . Они нередко имеют желтоватый оттенок, выглядят серыми, грязноватыми. Чтобы любоваться чистыми голубоватыми оттенками туманов, надо ехать на природу - в луга, леса, к морю.

Луна или солнце, наблюдаемые сквозь неплотный туман, кажутся красноватыми. Напомним прекрасные пушкинские строки:

Туман над озером дымился, И красный месяц в облаках Тихонько по небу катился...

Городские огни в тумане также выглядят красноватыми. В Приключениях Оливера Твиста Ч. Диккенса есть, например, такая сцена: Ночь была очень темная, погода стояла плохая... Над рекой навис туман, сгущая красные отблески огней, которые горели на маленьких судах...

4 Физика в природе

Туман под микроскопом. При температурах, не опускающихся ниже - 20°С, туман состоит в основном из мелких капелек воды, а при более низких температурах из мелких ледяных кристалликов. В дальнейшем мы будем рассматривать только водяные туманы.

Справа на с. 45 можно видеть фотографию тумана, снятую при значительном увеличении. На фотографии видны капельки различного диаметра. Они принимают значения примерно от 0,5 мкм до 100 мкм. В обычном тумане диаметр водяных капелек в основном порядка 10 мкм. Если в тумане преобладают очень мелкие капельки (диаметр менее 1 мкм), то такой туман называют дымкой. Если же капли тумана относительно велики (диаметр порядка 100 мкм), то это так называемая морось. Количество капелек в 1 см тумана примерно от 100 до 1000.

Общая масса всех водяных капелек в единице объема тумана называется водностью тумана; эта величина измеряется в единицах плотности, чаще всего в г/м. Водность тумана обычно не превышает 0,1 г/м. В особо плотных туманах она может достигать 1 г/м. Эти числа кажутся очень малыми, ведь собрав воедино все капельки из тумана, занимающего объем 10 м и имеющего водность 0,1 г/м, мы получим всего полстакана воды (100 г) и едва сможем утолить жажду. Поэтому кажется удивительным, как быстро намокает вся одежда у того, кто окунулся в промозглую сырость тумана.

Однако не следует особенно удивляться. В действительности воды в тумане не так уж мало. Рассмотрим слой тумана толщи-

ной 10 м, висящий над полем площадью 5 км. Объем такого туманного слоя равен 5-10м. При водности тумана 0,1 г/м в нем содержится 5-10 л воды. Этого вполне достаточно для орошения рассматриваемого поля.

То, что туманы и росы - существенный источник влаги, необходимой растениям, хорошо известно крестьянам. Разумеется, они не производили расчетов, просто они знали это из собственного опыта. Недаром сказка Король Туманной горы , о которой мы говорили выше, заканчивается так: ...И не было больше удачи этим людям. Каждое лето засуха причиняла им большой урон, хлеба и травы погибали, потому что по ночам не опускался над ними освежающий туман. Король Туманной горы гневался на людей, которые хотели предать смерти его питомицу .

Насыщенный водяной пар. Прежде чем переходить к объяснению физики возникновения тумана, надо предварительно поговорить о насыщенном водяном ларе.

Предположим, что мы находимся на берегу какого-нибудь водоема и глядим на поверхность воды. Она представляется нам спокойной. Но в действительности перед нами совершается великое множество микрособытий, недоступных -нашему взору. Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из водной массы и образуют пар над водной поверхностью. Мы называем это испарением воды. Молекулы водяного пара сталкиваются друг с другом и с молекулами воздуха, часть молекул пара пере-