Jednym ze zjawisk często występujących w miesiącach jesiennych i zimowych, jest mgła, powstająca w wyniku kondensacji pary wodnej w przyziemnej warstwie atmosfery. Istnieje wiele różnych oblicz mgieł, których częstość występowania jest dość zmienna. Jak powstaje mgła, jakie są jej rodzaje oraz gdzie w Polsce występuje najczęściej – o tym w poniższym artykule.
Mgła radiacyjna
(fot. Łukasz Moskwa)
Na początku trzeba odróżnić od siebie dwa zagadnienia – mgły i zamglenia – które niejednokrotnie są ze sobą mylone. Mgła jest zbiorowiskiem mikroskopijnych kropelek wody (ok. 5-20 μm) ograniczających widzialność poziomą do 1000 metrów [1]. Można również powiedzieć, że mgła jest rodzajem chmury, powstającej tuż przy powierzchni Ziemi [6, s. 88]. W profilu pionowym jej grubość waha się od kilku do kilkuset metrów i w zależności od tego jak silna jest mgła potrafi znacznie ograniczyć widzialność, czasem nawet poniżej 10 metrów. Zamglenie natomiast ogranicza widzialność powyżej 1000 metrów – czyli w praktyce stanowi mniejsze ograniczenie widzialności niż mgła.
Zasadniczym powodem powstawania mgły jest mieszanie się ciepłego i wilgotnego powietrza z powietrzem zimnym. Ciepłe powietrze ulega ochłodzeniu, następuje kondensacja pary wodnej i powstaje mgła. By bardziej poznać ten proces poświęćmy chwilę samemu procesowi kondensacji pary wodnej. Proces ten polega na przejściu znajdującej się w powietrzu wody ze stanu gazowego (para wodna) w stan ciekły (kropelki wody). Powstałe kropelki wody są właśnie takimi produktami kondensacji pary wodnej a z nich z kolei powstaje m.in. mgła. Przyczyną kondensacji jest obniżenie temperatury do tzw. temperatury punktu rosy czyli temperatury, w której para wodna znajdująca się w powietrzu nasyciłaby je. Dalszy spadek temperatury powoduje, że nadmiar pary wodnej ulega skropleniu i wraz z mgłą często pojawia się opad mżawki [5]. Zimą w czasie mroźnej pogody mgła przyczynia się do powstawania szadzi oraz gołoledzi, która z kolei jest przyczyną śliskości na drogach.
Przy niskich temperaturach (poniżej -10°C) oprócz kropelek wody, mgła może składać się także z kryształków lodu – wtedy nosi nazwę mgły mieszanej, natomiast przy temperaturach poniżej -30°C, mgła może składać się z samych kryształków lodu. Im niższa temperatura, tym te kryształki są mniejsze. [2, 3]
Mgła radiacyjna (fot. Igor Laskowski)
Istnieje kilka typów genetycznych mgieł które rozróżnia się ze względu na procesy prowadzące do ich powstania. W pierwszej kolejności można napisać o mgle radiacyjnej, która powstaje z wypromieniowania ciepła w godzinach nocnych zwykle przy pogodzie bezchmurnej lub o niewielkim zachmurzeniu i niewielkiej prędkości wiatru w warunkach równowagi stałej. Strumień ciepła jest zwykle skierowany od atmosfery do podłoża, a przewodnictwo turbulencyjne powoduje obniżenie temperatury przyziemnej warstwy powietrza. Latem tego typu mgły są zwykle lokalne i słabo rozciągnięte w pionie, zanikają niedługo po wschodzie słońca (wskutek wyparowania lub wzmagania się przepływu powietrza) [1]. Jednak zimą przy dość długotrwałej „wyżowej” pogodzie (inwersja osiadania), gdy następuje wychładzanie się powietrza w dolnej troposferze, zdarza się powstaje mgła radiacyjna pokrywająca znaczny obszar i utrzymująca się przez wiele dni [2].
Mgła adwekcyjna (fot. Igor Laskowski)
Następnym typem mgły jest mgła adwekcyjna, której powstawanie polega na napływie stosunkowo ciepłej i wilgotnej masy powietrza nad wychłodzone podłoże w warunkach równowagi stałej. Masa ta ulega oziębieniu (zmniejsza się wtedy pionowy gradient temperatury) i z czasem osiąga temperaturę punktu rosy. W chłodnej porze roku częściej występuje nad lądem (w szczególności w trakcie napływu powietrza z cieplejszych obszarów powierzchni wodnych), natomiast wiosną i latem gdy rozgrzane powietrze znad lądu przemieszcza się nad chłodniejsze wody, mgła pojawia się nad powierzchnią wodną [3].
Mgła orograficzna wokół góry Lushan w prowincji Jiangxi w Chinach (fot. Pfctdayelise – źródło: commons.wikimedia.org)
Grubość takiej mgły dzięki przewodnictwu turbulencyjnemu może dochodzić nawet do 2 km, ale zdarzają się także takie mgły adwekcyjne, których rozciągłość w pionie wynosi zaledwie 10 metrów. Zbyt duża prędkość wiatru w dolnej warstwie troposfery zwykle nie sprzyja powstawaniu mgieł adwekcyjnych (najczęściej występują wtedy gdy prędkość wiatru nie przekracza 5 m/s), mogą jednak pojawić się przy porywach wiatru dochodzących do 15 m/s. [4]. Mgła utworzona nad morzem i niesiona przez wiatr ku wybrzeżu może występować w głębi lądu jako chmura warstwowa Stratus [7].
Z kolei mgła orograficzna, jak sama nazwa może wskazywać, powstaje w momencie gdy powietrze wznosząc się po zboczach wzniesień ochładza się do poziomu temperatury punktu rosy [4]. Nieraz wpływ na ochładzanie się powietrza mają również wychłodzona powierzchnia samych zboczy gór i wzniesień, czy to ze względu na nocne wypromieniowanie ciepła, czy też zalegającą pokrywę śnieżną na zboczach [1].
Mechanizm powstawania mgły frontowej (źródło: islandnet.com)
Kolejnym typem mgieł są mgły frontowe powstające najczęściej w strefie przedfrontalnej frontu ciepłego [4]. W tym wypadku powietrze ulega nasyceniu przez parowanie kropel wody opadu które trafiają na obszar powietrza z niedosytem wilgotności, a kondensacja pary wodnej następuje w chłodnym powietrzu pod nachyloną powierzchnią frontu. [1]. Wpływ na powstanie takiej mgły ma także mieszanie się nienasyconego ciepłego powietrza z chłodnym w pobliżu frontu. Mgły frontowe powstają zwykle przy słabej prędkości wiatru, a w ich trakcie mogą występować opady w postaci deszczu lub mżawki [4].
Mgła z parowania na rzece Huron w Stanach Zjednoczonych (fot. Dwight Burdette, źródło: commons.wikimedia.org)
Nad zbiornikami wodnymi, rzekami czy podmokłymi gruntami, można dostrzec mgły z parowania. Para wodna pochodząca z parowania ciepłej powierzchni zbiorników wodnych trafia na chłodne powietrze zalegające nad nią. Jeśli temperatura powietrza wzbogaconego parą wodną jest niższa od temperatury punktu rosy, rozpoczyna się kondensacja i nad zbiornikiem powstaje mgła [1]. W przypadku tego typu mgieł ważne jest, aby wystąpiła znaczna różnica temperatury między powierzchnią morza a napływającym chłodniejszym powietrzem – najczęściej 10°C lub więcej. Mgły te występują głównie w chłodnej porze roku, a w szczególności nad obszarami morskimi gdzie spływa chłodne powietrze znad lądu. Na tych akwenach wodnych, zjawisko to nosi nazwę „dymieniem mórz” [4]
Należy wymienić także mgły z mieszania, które powstają w momencie gdy następuje mieszanie się chłodniejszego powietrza z cieplejszym o większej zawartości pary wodnej. Zjawisko to często jest spotykane na przełomie jesieni i zimy, w szczególności nad akwenami wodnymi, gdzie stykają się prąd chłodny i ciepły np. prąd Labradorski i Zatokowy. [2]
Smog w Warszawie (źródło: fotoforum.gazeta.pl)
Na terenach zurbanizowanych można spotkać się ze smogiem – jest to rodzaj tzw. mgły miejskiej, która powstaje ze zmieszania zwykłej mgły z dymem i spalinami. Dlatego mgły tego rodzaju tworzą się przy dużych ośrodkach przemysłowych, gdzie powietrze jest silnie zanieczyszczone, podczas częstych adwekcji ciepłych i wilgotnych mas powietrza. Smog stanowi niestety zagrożenie dla ludzkiego zdrowia i życia, ponieważ zawarte w niej wszelkie formy zanieczyszczenia powietrza mogą powodować zaburzenia w układzie oddychania i krążenia [5].
Częstość występowania mgieł jest dość zróżnicowana – najczęściej występują one w wysokich szerokościach geograficznych i w klimatach gdzie dość wydatnie zaznacza się wpływ morza lub oceanu [1]. W rejonie Nowej Funlandii i przybrzeżnych pustyni Afryki Południowej i Ameryki Południowej ilość dni z mgłą przekracza zwykle 80 dni w roku. Podobnie jest w rejonie Oceanu Arktycznego, gdzie ciepłe masy powietrza napływają nad chłodną powierzchnię lodu lub masy powietrza z tej powierzchni przemieszczają się nad otwartą wodę. Mgły pojawiają się często także w środkowej Europie, w Kalifornii, w Ameryce Północnej na Nizinie Zatokowej oraz nad Wielkimi Jeziorami [2, 3]. Z kolei niewiele mgieł notuje się w wewnętrznych częściach kontynentów – w szczególności na pustyniach, a także w Syberii i w Kanadzie, gdzie zawartość pary wodnej jest zwykle zbyt mała [3].
Mgła radiacyjna na pustyni Namib w południowo-zachodniej Afryce (fot. Moongateclimber – źródło: commons.wikimedia.org)
Na obszarze Polski, mgły pojawiają się zwykle w chłodnej porze roku – zwłaszcza na jesieni. W październiku notuje się przeciętnie od 4 do 12 dni w roku z mgłą, podczas gdy w czerwcu od 1 do 3 dni. Najczęściej mgły pojawiają się na obszarach górskich, nad zbiornikami wodnymi, obszarami leśnymi, terenami podmokłymi, łąkami, a także w dolinach i kotlinach [1, 8]. W Polsce szczególnie mglistym miejscem jest Śnieżka – wg badań przeprowadzonych przez IMGW okresie od 1971 do 2005 r., zanotowano tam średnio 309 dni z mgłą. Powołując się na te same dane, poza obszarami wysokogórskimi, mgły dość często występują w rejonie Leska i Kielc, Zielonej Góry (70-80 dni w roku), a przede wszystkim w rejonie Chojnic (90-100 dni w roku). Na przeważającej części kraju (rejony Pomorza, Wielkopolski, Ziemi Lubuskiej, Śląska, Podlasia, Lubelszczyzny i Podkarpacia) średnia ilość dni z mgłą utrzymuje się między 50 a 70 dni w roku. Z kolei najmniejsza ilość mgieł występuje w obszarze nadmorskim (zwykle ze względu na spore prędkości wiatru), a także w okolicach Tarnowa, Zakopanego oraz w centralnej części Polski (30-50 dni w roku). [8]
Gęsta mgła jest zjawiskiem niebezpiecznym na drogach i lotniskach, ze względu na znaczne ograniczenie widzialności poziomej, a tym samym możliwości reakcji na nadciągające zagrożenie. Trzeba pamiętać, że mgła może ograniczać widzialność od kilkudziesięciu do nawet kilku metrów, stąd też pamiętajmy aby w takich warunkach nie szarżować, gdyż można ulec wypadkowi.
Współautorami wpisu są Igor Laskowski i Rafał Dzik.
Źródła:
[1] Meteorologia i klimatologia, pod red. K. Kożuchowskiego, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012.
[2] Bajkiewicz-Grabowska E., Kossowska-Cezak, E., Podstawy hydrometeorologii, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.
[3] Chromow S. P., Meteorologia i klimatologia, Wyd. 3, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1977.
[4] Holec M., Tymański P., Podstawy meteorologii i nawigacji meteorologicznej, Wyd. 2, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk 1973.
[5] Zofia Kaczorowska, Pogoda i klimat, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1977.
[6] Gunther D. Roth, Pogoda i klimat, Bartelsmann Media Sp. z o.o., Świat Książki, Warszawa 2000.
[7] Dorota Matuszko, Chmury i pogoda, Wyd. 2, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 2009.
[8] http://klimat.imgw.pl/wp-content/uploads/2013/01/4_6.pdf, [dostęp: 16 września 2014]
Zachęcamy również Państwa do skorzystania z naszego forum, w którym dodatkowe informacje o mgle można znaleźć w dziale „Wiedza meteorologiczna”, a także można obejrzeć galerię zdjęć mgieł:
http://forum.lowcyburz.pl/viewtopic.php?f=694&t=3915
http://forum.lowcyburz.pl/viewtopic.php?f=566&t=1583
