Sương mù hình thành trong những điều kiện nào?

Vì vậy, ẩm cao chưa phải là điều kiện duy nhất tạo ra sương mù. Điều quan trọng là nhiệt độ, lượng hơi nước và quá trình làm cho không khí tiến tới trạng thái bão hòa phải đồng thời phù hợp

Sương mù là gì?

Sương mù có thể hiểu là một dạng ẩm nhìn thấy được tồn tại ngay sát hoặc rất gần bề mặt đất. Về bản chất, nó không phải là một khối “hơi nước” nguyên dạng mà chủ yếu gồm các giọt nước rất nhỏ được tạo ra sau quá trình ngưng tụ

Cơ chế cơ bản có thể hình dung như sau:

Không khí chứa hơi nước → Không khí đạt bão hòa → Hơi nước ngưng tụ → Giọt nước nhỏ lơ lửng → Sương mù hình thành

Khi nhiệt độ không khí giảm, khả năng chứa hơi nước của không khí cũng giảm. Nếu lượng hơi nước vẫn đủ lớn, nhiệt độ có thể hạ xuống đến điểm sương. Khi đó, không khí đạt trạng thái bão hòa và hơi nước bắt đầu ngưng tụ

Đây là lý do sương mù thường xuất hiện trong những thời điểm hoặc khu vực mà không khí gần mặt đất vừa đủ ẩm vừa có điều kiện bị làm lạnh

Cơ chế nào khiến hơi nước ngưng tụ gần mặt đất?

Điều kiện cốt lõi của sự hình thành sương mù là không khí gần mặt đất đạt bão hòa. Có hai con đường chính đưa không khí đến trạng thái này: làm lạnh không khí hoặc bổ sung thêm hơi ẩm

Làm lạnh không khí đến điểm sương

Đây là cơ chế quan trọng trong nhiều trường hợp sương mù. Khi nhiệt độ của một khối không khí ẩm giảm xuống gần điểm sương, khoảng cách giữa nhiệt độ không khí và nhiệt độ điểm sương thu hẹp. Khi đạt bão hòa, hơi nước bắt đầu ngưng tụ thành các giọt nước nhỏ

Một ví dụ điển hình là ban đêm. Mặt đất mất nhiệt, sau đó làm lạnh lớp không khí sát bề mặt. Nếu lớp không khí này đủ ẩm, nhiệt độ có thể giảm đến điểm sương và sương mù xuất hiện

Bổ sung hơi ẩm vào không khí

Không phải mọi trường hợp đều cần nhiệt độ giảm mạnh. Sương mù cũng có thể hình thành khi lượng hơi nước tăng lên đủ để đưa không khí đến trạng thái bão hòa

Nguồn ẩm có thể đến từ:

·         Mặt đất ẩm hoặc vừa có mưa

·         Mặt nước

·         Thực vật và bề mặt ướt

·         Hơi nước bốc lên từ nước ấm

·         Nước từ mưa bay hơi vào lớp không khí gần mặt đất

Do đó, một khu vực có độ ẩm ban đầu cao sẽ dễ đạt bão hòa hơn khi nhiệt độ chỉ cần giảm thêm một lượng tương đối nhỏ

Những điều kiện khí quyển thuận lợi cho sương mù là gì?

Không có một điều kiện duy nhất quyết định sương mù. Khả năng hình thành phụ thuộc vào sự kết hợp giữa độ ẩm, nhiệt độ, điểm sương, gió, trạng thái bề mặt và quá trình làm lạnh hoặc bổ sung ẩm

Không khí gần mặt đất có độ ẩm cao

Độ ẩm càng cao thì không khí càng gần trạng thái bão hòa. Khi đó, chỉ cần một quá trình làm lạnh tương đối nhỏ cũng có thể khiến nhiệt độ đạt điểm sương

Sau mưa, trên đất ẩm hoặc gần sông hồ, lượng hơi nước trong lớp không khí thấp có thể tăng lên, tạo môi trường thuận lợi hơn cho sương mù

Nhiệt độ giảm đến gần điểm sương

Đây là điều kiện then chốt. Nếu nhiệt độ không khí còn cách xa điểm sương, không khí chưa dễ bão hòa và sương mù khó hình thành

Ngược lại, khi chênh lệch giữa nhiệt độ và điểm sương nhỏ, chỉ cần tiếp tục làm lạnh hoặc bổ sung thêm hơi ẩm là quá trình ngưng tụ có thể bắt đầu

Trời quang và gió nhẹ thuận lợi cho sương mù bức xạ

Vào ban đêm, bầu trời quang giúp mặt đất mất nhiệt hiệu quả hơn. Mặt đất lạnh đi rồi làm lạnh lớp không khí ngay phía trên

Gió nhẹ giúp giữ lại lớp không khí ẩm gần mặt đất. Nếu gió quá mạnh, sự xáo trộn không khí có thể đưa không khí khô hơn từ phía trên xuống và làm giảm khả năng duy trì bão hòa

Tuy nhiên, gió nhẹ không phải điều kiện bắt buộc đối với mọi loại sương mù. Đây chủ yếu là điều kiện thuận lợi cho sương mù bức xạ; sương mù do không khí ấm ẩm di chuyển qua bề mặt lạnh có thể hình thành ngay cả khi có gió đáng kể

Không khí ổn định gần mặt đất

Trạng thái khí quyển ổn định giúp hạn chế sự trộn mạnh theo phương thẳng đứng. Hơi ẩm vì thế có xu hướng tập trung trong lớp không khí thấp, tạo điều kiện để lớp này tiếp tục đạt bão hòa

Đây là một lý do sương mù thường phát triển tốt ở những khu vực trũng, thung lũng hoặc nơi không khí lạnh và ẩm có thể tích tụ

Các kiểu hình thành sương mù phổ biến khác nhau thế nào?

Cùng là kết quả của sự bão hòa và ngưng tụ gần mặt đất, nhưng sương mù có thể hình thành thông qua những cơ chế khí quyển khác nhau

Sương mù bức xạ

Sương mù bức xạ thường hình thành vào ban đêm khi mặt đất mất nhiệt do bức xạ. Lớp không khí sát mặt đất bị lạnh dần cho đến khi đạt điểm sương

Điều kiện thường thuận lợi gồm:

·         Trời quang hoặc ít mây

·         Không khí gần mặt đất ẩm

·         Gió nhẹ

·         Bề mặt đất đủ ẩm

·         Khu vực địa hình trũng hoặc được che chắn

Khi Mặt Trời lên và mặt đất ấm trở lại, lớp không khí gần mặt đất cũng nóng lên, độ ẩm tương đối giảm và sương mù thường tan dần

Sương mù bình lưu

Sương mù bình lưu hình thành khi một khối không khí ấm và ẩm di chuyển theo phương ngang qua một bề mặt lạnh. Bề mặt lạnh làm lớp không khí tiếp xúc với nó hạ nhiệt cho đến khi đạt bão hòa

Cơ chế này khác sương mù bức xạ ở chỗ sự dịch chuyển của khối không khí và bề mặt lạnh là yếu tố quan trọng. Vì vậy, sương mù bình lưu có thể hình thành trong điều kiện có gió và không nhất thiết phải có bầu trời quang

Sương mù địa hình

Khi không khí ẩm, ổn định di chuyển lên sườn dốc, nó có thể lạnh đi do giãn nở. Nếu quá trình này đưa nhiệt độ xuống gần điểm sương, sương mù có thể hình thành trên hoặc dọc theo địa hình cao hơn

Sương mù do bay hơi và hòa trộn

Khi không khí lạnh đi qua một nguồn nước ấm, nước có thể bổ sung hơi ẩm vào không khí. Nếu khối không khí ẩm này hòa trộn với không khí lạnh và đạt bão hòa, sương mù có thể xuất hiện

Cơ chế tương tự cũng có thể xảy ra khi nước mưa ấm bay hơi vào lớp không khí lạnh gần mặt đất, làm tăng lượng ẩm cho đến khi không khí đạt bão hòa

Vì sao không phải cứ độ ẩm cao là có sương mù?

Độ ẩm cao chỉ cho thấy không khí đang chứa một lượng hơi nước đáng kể; nó không đảm bảo rằng hơi nước sẽ ngưng tụ thành sương mù

Để sương mù hình thành, cần có một cơ chế đưa không khí đến trạng thái bão hòa. Cơ chế đó có thể là:

·         Không khí bị làm lạnh

·         Không khí nhận thêm hơi ẩm

·         Không khí ẩm di chuyển qua bề mặt lạnh

·         Không khí ẩm được nâng lên và lạnh đi

·         Hai khối không khí có nhiệt độ và độ ẩm khác nhau hòa trộn theo cách đưa hỗn hợp đến bão hòa

Ngược lại, gió mạnh và sự xáo trộn khí quyển có thể làm loãng lớp không khí ẩm gần mặt đất, khiến sương mù khó hình thành hoặc nhanh tan trong những trường hợp sương mù bức xạ

Vì vậy, có thể tóm tắt điều kiện hình thành sương mù bằng chuỗi:

Nguồn ẩm Không khí gần bão hòa Cơ chế làm đạt bão hòa Điều kiện khí quyển phù hợp → Sương mù

Điểm quan trọng là cơ chế tạo bão hòa quyết định kiểu sương mù, chứ không chỉ riêng độ ẩm

Sương mù hình thành khi không khí gần mặt đất đạt trạng thái bão hòa và hơi nước ngưng tụ thành các giọt nước nhỏ lơ lửng. Hai con đường cơ bản là làm lạnh không khí đến điểm sương hoặc bổ sung đủ hơi ẩm để đạt bão hòa. Trong thực tế, sương mù có thể phát triển do bức xạ ban đêm, không khí ấm ẩm đi qua bề mặt lạnh, không khí đi lên địa hình hoặc quá trình bay hơi và hòa trộn

Do đó, khi đánh giá khả năng xuất hiện sương mù, cần xem xét đồng thời độ ẩm, nhiệt độ, điểm sương, gió, trạng thái bề mặt và cơ chế trao đổi nhiệt – ẩm trong lớp khí quyển gần mặt đất