В развитии атмосферных процессов, приводящих к образованию тумана, определяющее значение имеют физико-географические условия региона, циркуляционные процессы синоптического масштаба, особенности рельефа данного места и местные циркуляции, наличие дополнительных источников увлажнения воздуха, в том числе связанных с деятельностью человека. Большая зависимость процессов туманообразования от местных условий приводит к тому, что расчетные способы прогноза тумана, дающие высокую оправдываемость в одном районе, оказываются малоэффективными в других районах. Поэтому необходимыми условиями повышения оправдываемости прогнозов тумана являются изучение местных особенностей его образования, испытание различных способов прогноза тумана и выбор из них наиболее эффективных для данного района. При необходимости выполняется корректировка прогностических методов на материале местных наблюдений.

Адвективные туманы образуются в результате охлаждения теплого влажного воздуха при его перемещении над холодной подстилающей поверхностью. Возникновение адвективных туманов происходит чаще всего при скоростях ветра 3-7 м/с, но в некоторых местностях , особенно прибрежных, туманы могут наблюдаться при значительно больших скоростях ветра.

На практике принято считать, что для возникновения адвективного тумана необходимо, чтобы температура и точка росы приходящего воздуха были выше их значений в пункте прогноза хотя бы на

0.5 град.С. При этом дефицит точки росы в теплом воздухе не должен превышать 2 град.С. при положительной температуре и 3 град.С. при отрицательной температуре.

Адвективные туманы наблюдаются в любое время суток, несколько усиливаясь ночью в связи с дополнительным радиационным охлаждением. Наиболее часто они образуются в холодный и переходные сезоны года при значительных потеплениях. Такие условия складываются, как правило, в теплых секторах и передних частях циклонов и тыловых частях антициклонов. Особенно благоприятные условия для возникновения адвективных туманов создаются в приморских районах. Над водной поверхностью в связи с малым суточным ходом температуры и высокой влажностью туманы могут сохраняться очень долго.

При прогнозе адвективного тумана учитываются :

- перемещение имеющихся областей тумана (в случае сохранения условий его существования);

- возможность понижения облачности до земли;

адвективные изменения температуры и точки росы в приземном слое.

Задача прогнозирования адвективного тумана упрощается, если он уже наблюдается в притекающей воздуштой массе. В этом случае прогноз сводится к определению времени прихода в данный пункт передней границы зоны тумана. Такой расчет производится с помощью экстраполяции скорости и направления смещения зоны тумана за предществующее время или путем перемещения её по потокам в приземном слое воздуха со скоростью, равной 0.7 – 0.8 скорости градиентного ветра у земли.

При прогнозировании адвективного тумана в холодное время года следует учитывать особенности процессов конденсации и сублимации водяного пара над снежным покровом. Вследствие того что давление насыщенного водяного пара надо льдом меньше, чем над водой, сублимация водяного пара на поверхности снега опережает его конденсацию в воздухе и приводит к осушению воздуха и рассеянию тумана.

При температурах, близких к нулю, эффект осушения воздуха не проявляется, поскольку разность давления насыщенного водяного пара над водой и льдом незначительна. В то же время при этих температурах происходит интенсивное охлаждение теплого воздуха и существенное испарение влаги с поверхности почвы и снега. Это приводит к максимальной повторяемости адвективных туманов при температурах, близких к нулю.

В интервалах температуры от –1 град.С. до –5 град.С. осушающее влияние снежного покрова, вызванное сублимацией водяного пара, невелико и компенсируется конденсацией влаги в энергично охлаждающемся теплом воздухе. Поэтому повторяемость туманов в этом случае сохраняется высокой.

Максимального значения разность давлений насыщенного водяного пара над водой и льдом достигает в интервале температуры от –10 до –15 град.С. В результате вероятность возникновения адвективных туманов над снежным покровом при этих температурах резко уменьшается.

Адвективный туман рассеивается в случаях, когда :

- прекращается адвекция теплого влажного воздуха;

- уменьшаются значения точки росы нижнего слоя воздуха за счет конденсации и сублимации водяного пара на поверхности почвы или снега;

- начинается выпадение осадков ( кроме мороси );

- происходит радиационный нагрев слоя тумана и испарение капель;

- происходит радиационное охлаждение верхнего слоя тумана, вызывающее увеличение вертикального градиента температуры и усиление турбулентного обмена;

- увеличивается скорость ветра в слое 100-1000 м до 13 м/с и более.

Рассеяние адвективного тумана может произойти в любое время суток, но над сушей он чаще всего рассеивается через 3-5 часов после восхода солнца. Лишь поздней осенью и в начале зимы туман чаще рассеивается во второй половине дня. Над снежным покровом значительная часть адвективных туманов рассеивается ночью.

Для решения вопроса о возможности возникновения адвективного тумана существует ряд расчетных методов. Метод прогноза адвективного тумана и видимости в нём с заблаговременностью 9 часов был предложен Петренко Н.В. и используется в центральных районах европейской части России.

Порядок расчета по методу Петренко Н.В. следующий :

1. На приземной синоптической карте за исходный срок строится траектория и определяется район, откуда ожидается перемещение воздушной частицы через 9 часов.

2. Вычисляется длина траектории S в километрах.

3. Определяется дефицит точки росы в начале траектории :

4. Если D’ имеет отрицательный знак (адвекция холода), туман ожидать не следует.

5.Определяется горизонтальный градиент точки росы :

/

6. В дальнейшем для определения возможности образования адвективного тумана в пункте прогноза через 9 часов используется график

7. Определяется пороговое значение дефицита точки росы, при котором начинается образование тумана:

для G=[ 0; 0.8 ]

для G=] 0.8; 2 ]

8. Определяется показатель образования адвективного тумана :

(без учёта местных условий)

(с учётом местной поправки (К1) на уточнение значения показателя образования адвективного тумана)

Если значение Pт > 0 ( т.е. при определённом G значение дефицита точки росы в начале траектории D’ меньше порогового значения дефицита точки росы D’p), тогда точка А с коордитатой (G,D’) попадает в область образования тумана.(см.график)

9. Определяется пороговое значение скорости ветра у поверхности земли в пункте прогноза, выше которого образование адвективного тумана маловероятно :

для G=[ 0; 1 ]

для G=] 1; 2 ]

10.Определяется показатель образования адвективного тумана с учётом ветра :

( V – ожидаемая скорость ветра )

( без учёта местных условий)

( с учётом местной поправки (К2) на уточнение порогового значения cкорости ветра для образования адвективного тумана)

Если значение Ptv > 0 ( т.е. при определенном G ожидаемая скорость ветра V меньше порогового значения скорости ветра Vp), тогда точка В с координатой (G,V) попадает в область образования тумана.(см. график)

11.Если обе точки А и В попадают в область образования тумана, в прогнозе следует указывать образование тумана.

12.Область видимости 100-300м ограничена кривой Vр300 .(см.график) :

для G=[ 0.6; 1.4 ]

для G=] 1.4; 2 ]

Область видимости 300-500м ограничена кривой Vр500 .(см.график):

для G=[ 0; 1 ]

для G=] 1; 2 ]

Область видимости определяется по положению точки В в нижней части графика. Для этого при определенном G нужно сравнить значения Vp300 и Vp500 c ожидаемой скоростью ветра V.

Если V<Vp300, тогда область видимости 100-300м.

Если Vр300<V<Vp500, тогда область видимости 300-500м.

Если V>Vр500, тогда область видимости 500-1000м.

Аналогичным методом является полуэмпирический метод прогноза адвективного тумана на 8-10 ч, разработанный И.В. Кошеленко для территории Украины.

Порядок расчета по методу Кошеленко И.В. следующий :

1. На приземной синоптической карте за исходный срок строится траектория и определяется район, откуда ожидается перемещение воздушной частицы через 9 часов.

2. Вычисляется длина траектории S в километрах.

3. Определяется дефицит точки росы в начале траектории :

4. Если D’ имеет отрицательный знак (адвекция холода), туман ожидать не следует.

5. Определяется горизонтальный градиент точки росы :

/

6. Определяется пороговое значение скорости ветра у поверхности земли в пункте прогноза, выше которого образование адвективного тумана маловероятно (уравнение кривой на графике):

Если полученное значение Vp больше значения ожидаемой скорости ветра в пункте прогноза V, то следует ожидать образование тумана.

7. Возможность образования адвективного тумана в пункте прогноза через 9 часов можно определить с помощью графика:

Если точка соответствующая найденным значениям V и G окажется ниже кривой на графике, следует ожидать образование тумана, а если выше кривой – туман не прогнозируется.

В различных районах соотношения между V и (T’d-Td)/S ,необходимые для возникновения адвективного тумана могут отличаться от приведенных на графике. Поэтому, прежде чем внедрять указанный способ в практику, необходимо, проверив его на материале местных наблюдений, уточнить положение кривой на графике применительно к данному району.

Используемая литература :

1.”Руководство по практическим работам метеорологических подразделений авиации вооружённых сил”, Москва, Воениздат, 1992 г, стр.243,254-258; графики: рис.97 стр.257, рис.99 стр.259.

2.Отчёт о НИР ”Исследования по математическому и программному обеспечению специализированных вычислителей, предназначенных для решения задач метеорологического обеспечения авиации”, ВВВАИУ, Воронеж 1992 г, стр.77-79.