バングラデシュの薄霧

霧は、地表付近の空気中に浮遊する微小な水滴または氷晶からなる可視エアロゾルです。[1] [2]霧は、通常層雲に似た低層雲の一種と考えられており、近くの水域、地形、風況に大きく影響されます。そのため、霧は船舶輸送、旅行、戦争など、多くの人間活動に影響を与えます。

霧は水蒸気（気体状の水）が凝結することによって発生します。凝結の過程で、水蒸気分子が結合して小さな水滴となり、空気中に漂います。海霧は塩水域の近くに現れ、水蒸気が塩の粒子に凝結することによって発生します。霧はミストに似ていますが、透明度はミストより劣ります。

意味

霧という用語は、より一般的な用語である雲とは区別されます。霧は低い位置にあり、霧の中の水分は多くの場合局所的に発生します（例えば、湖や海などの近くの水域、または近くの湿った地面や沼地など）。[3]定義上、霧は視界を1 km（0.62 mi）未満に低下させますが、ミストは視界の悪化をそれほど引き起こしません。[4] [5]

形成

夜間の放射霧は、周囲温度が-2℃（28℉）のときに発生する微細な水滴によって構成されています。水滴の軌跡は、筋状の線として捉えられています。
霧を形成する水滴のクローズアップ画像。カメラレンズの被写界深度外にある水滴は、球状の模様として現れます。

霧は、気温と露点の差が 2.5 °C (4.5  °F )未満の ときに形成されます。 [6] [7]霧は、水蒸気が 凝結して空気中に浮遊する小さな水滴になることで形成され始めます。水蒸気が凝結する方法としては、上昇気流のある領域への風の収束、[8]上から落ちてくる降水またはvirga 、 [9]海、水域、湿地の表面から日中の加熱によって水が蒸発すること、[10]植物からの 蒸散、[11]冷たいまたは乾燥した空気が暖かい水の上を移動すること、[12]山の上の上昇気流などがあります。[13]通常、水蒸気は、雲を形成するために、塵、氷、塩などの凝結核上で凝結し始めます。 [14] [15]霧は、高高度の同族である層雲と同様に、冷たく安定した気団が暖かい気団の下に閉じ込められる場合に形成される傾向がある安定した雲層です。[16]

霧は通常、相対湿度が100%に近いときに発生します。[17]これは、空気中の水分の増加、または周囲の気温の低下によって発生します。[17]しかし、霧は湿度が低い場合でも発生する可能性があり、相対湿度が100%であっても発生しない場合があります。相対湿度が100%では、空気はそれ以上の水分を保持できないため、水分がさらに加わると 過飽和状態になります。

霧は、通常、霧雨または非常に軽い雪の形で降水をもたらします。霧雨は、湿度が100%に達し、微細な雲粒が凝集して大きな粒になり始めると発生します。[18]これは、霧層が持ち上げられて十分に冷却された場合、または下降気流によって上から強制的に圧縮された場合に発生します。霧雨は、地表温度が氷点下になると、凍結霧雨になります。

霧層の厚さは、主に逆転層境界の高度によって決まります。沿岸部や海洋地域では、逆転層は海上層の最上部でもあり、その上空では気団がより暖かく乾燥しています。逆転層境界の高度は、主に上空の空気の重さ（気圧で測定）に応じて変化します。海上層、そしてそこに含まれる霧の塊は、気圧が高いときには「押しつぶされ」、逆に気圧が低いときには上方に膨張することがあります。

種類

霧は、凝縮を引き起こす冷却がどのように起こったかに応じて、さまざまな方法で形成されます。

放射霧は、晴天で穏やかな条件下で、日没後に赤外線 放射によって地表が冷却されることによって形成される。冷却された地表は伝導によって周囲の空気を冷却し、気温が下がって露点に達し、霧が発生する。完全に凪の状態では霧層の厚さは1メートル未満となることもあるが、乱流によってより厚くなることもある。放射霧は夜間に発生し、通常は日の出後は長く続かないが、冬季には特に高地に囲まれた地域では一日中続くことがある。放射霧は秋から初冬にかけて最も多く発生する。この現象の例としては、チューレ霧などがある。[19]

地上霧は、空の60%未満を覆い、頭上の雲の底まで及ばない霧である。[20]しかし、この用語は通常、浅い放射霧と同義であり、風のない特定の地形では、霧の深さが数十センチメートル程度になる場合もある。

ゴールデンゲート ブリッジとスカイラインを背景にしたサンフランシスコの移流霧層
オーストラリア、シドニー港とシドニーオペラハウスの上空に漂う移流霧

移流霧は、湿った空気が移流（風）によって冷たい地表を通過し、冷却されるときに発生します。[21]温暖前線が積雪の積もった地域を通過する際によく発生します。海上では、湿った空気がより冷たい水域、例えばカリフォルニア沿岸のような冷水湧昇域に遭遇した場合に最も多く発生します。水面や裸地における十分な温度差も、移流霧を引き起こす可能性があります。

強風は空気をかき混ぜ、多くの種類の霧を分散、断片化、または防止することができますが、積雪の上を吹き抜ける著しく暖かく湿った空気は、最高時速 80 km (50 mph) 以上の高速で移流霧を生成し続ける可能性があります。この霧は、乱流で急速に移動する比較的浅い層となり、平坦な農地、平坦な市街地などの上では数センチ/インチの深さとして観測され、丘や大きな建物の風下の回転する領域など、地形が異なる場所ではより複雑な形状を形成します。

カリフォルニアの海岸線に沿って移流によって形成された霧は、いくつかの過程のいずれかによって陸地へと運ばれます。寒冷前線は海面層を海岸沿いに押し上げます。これは春または晩秋に最もよく見られます。夏季には、内陸部の激しい加熱によって生じた低気圧が強い気圧勾配を生み出し、濃い海面層を引き寄せます。また、夏季には、南西部の砂漠地帯の上空に強い高気圧が発生し、通常は夏のモンスーンと関連して南から南東方向の流れが生じ、沖合の海面層を海岸線に沿って押し上げます。この現象は「南風サージ」と呼ばれ、通常は沿岸部の猛暑の後に発生します。しかし、モンスーンの流れが十分に乱流になると、海面層とそれに含まれる霧を分解してしまう可能性があります。中程度の乱流は通常、霧の塊を変形させ、持ち上げて層積雲と呼ばれる浅い対流雲に分解します。

前線霧は、前線付近の層雲とほぼ同じ仕組みで発生します。前線上の比較的暖かい空気から降り注ぐ雨滴が、地表近くの冷たい空気に蒸発し、空気を飽和状態にすることで発生します。水蒸気は冷やされ、露点で凝結して霧が発生します。このタイプの霧は、前線通過後に上昇要因がないため、非常に低い前線上の層雲が地表レベルまで下降することで発生することがあります。

雹霧は、雹が大量に積もった場所の近くで発生することがあります。これは、気温の低下と湿度の増加により、地表近くの非常に浅い層が飽和状態になるためです。雹の上に暖かく湿った層があり、風が弱い場合に最も多く発生します。この地上霧は局所的に発生する傾向がありますが、非常に濃く、突然発生することもあります。雹が降った直後、つまり雹が空気を冷やし、融解して蒸発する際に熱を吸収したときに発生することがあります。[22]

凍結条件

凍結霧は、液滴が地表で凍結し、白い軟氷または硬氷。[23]これは、低い雲にさらされる山頂で非常によく見られます。これは凍結雨、本質的には「霜なし」または「無霜」型ではない冷凍庫内で形成される氷と同じです。「凍結霧」という用語は、水蒸気が過冷却され、非常に軽い雪に似た小さな氷の結晶が空気を満たす霧を指す場合もあります。霧はまるで「つかむ」ことができるかのように「実体」があるように見えます。

オカナガン高原の凍りつく霧の空撮映像

アメリカ西部では、凍結霧はポゴニップと呼ばれることがあります。[24]これは冬の寒い時期によく発生し、通常は山深い谷で発生します。ポゴニップという言葉は、ショーショーニー語で「雲」を意味するpaγi̵nappi̵hに由来しています。 [24] [25] 『オールド・ファーマーズ・アルマナック』の12月のカレンダー には、 「ポゴニップに気をつけろ」というフレーズが頻繁に登場します。ジャック・ロンドンは、アンソロジー『スモーク・ベリュー』の中で、主人公たちを取り囲み、そのうちの一人を死に至らしめたポゴニップについて描写 しています。

この現象は太平洋岸北西部の内陸部でよく見られ、気温は-12～-1℃（10～30°F）の範囲です。コロンビア高原では、気温逆転現象の時期にほぼ毎年この現象が発生し、時には3週間も続くことがあります。霧は通常、コロンビア川周辺で発生し始め、広がり、時には川の真南約240km（150マイル）離れたオレゴン州ラパインやワシントン州南中部まで広がることもあります。

凍結霧（氷霧とも呼ばれる）は、水滴が空中で凍結して極めて微細な氷の結晶になった霧のことである。通常、これには−35℃（−31℉）以下の気温が必要であり、北極圏と南極圏およびその付近でのみ一般的である。[26]これは都市部で最もよく見られ、自動車の排気ガスや暖房や発電の燃焼生成物に含まれる水蒸気が凍結することによって発生する。都市の氷霧は非常に濃くなり、気温が上昇するまで昼夜を問わず残る。これはダイヤモンドダストと呼ばれる降水形態と関連している可能性があり、この形態では極めて微細な氷の結晶が形成されゆっくりと落下する。これは青空のときに発生することが多く、空気中の結晶による太陽光の屈折によってさまざまな種類のハロー現象やその他の現象が発生することがある。氷霧によって、光柱という視覚現象が引き起こされることが多い。

地形の影響

ブラジル、リオデジャネイロ州セーハ・ドス・オルガンス国立公園のペドラ・ド・シノ（ベル・ロック、左）とデド・デ・デウス（神の指、右）の頂上にかかる霧

斜面霧または丘陵霧は、風が斜面を吹き上げ（地形性揚力と呼ばれる）、上昇するにつれて空気が断熱冷却され、水分が凝結することで発生します。このため、雲の天井が十分に低くならない 山頂では、凍結霧が発生することがよくあります。

谷霧は山間の谷で発生し、多くの場合冬季に発生します。これは本質的には地形によって閉じ込められた放射霧であり、穏やかな状況では数日間続くことがあります。カリフォルニア州セントラルバレーでは、谷霧はしばしば「トゥーレ霧」と呼ばれます。

カリフォルニア州ユッカ バレーのチュール霧

海と沿岸地域

海霧（ハールまたはフレットとも呼ばれる）は、海水の飛沫と微細な空気中の塩分結晶の存在に大きく影響されます。あらゆる種類の雲は、水蒸気が凝結できる微細な吸湿性粒子を必要とします。海面上で最も一般的な粒子は、砕波によって発生する塩水飛沫から発生する塩分です。嵐の地域を除き、砕波が最も多く発生する地域は海岸線付近であるため、空気中の塩分粒子の密度が最も高くなります。

塩分粒子の結露は湿度70%程度でも観察されているため、カリフォルニア海岸のような適地では比較的乾燥した空気中でも霧が発生する可能性があります。通常、このような低湿度の霧が発生する前に、海岸線に沿って透明な霞が立ち込めます。これは、結露と蒸発が競合するためで、午後に海水浴客が目にする現象です。最近発見された沿岸霧の結露核のもう一つの源は、ケルプです。研究者たちは、ストレス下（強い日光、激しい蒸発など）でケルプがヨウ素粒子を放出し、それが水蒸気の結露核となり、直射日光を拡散させる霧を発生させることを発見しました。[27]

海煙は蒸気霧や蒸発霧とも呼ばれ、暖かい水面や湿った陸地の上を冷たい空気が通過することで発生します。 [28]海煙は凍結霧や時には霜を引き起こすことがあります。また、この状況により、塵のように見える蒸気悪魔が形成されることもあります。 [29]湖水効果霧はこのタイプであり、放射霧など他の原因と組み合わさることがあります。陸地に形成されるほとんどの移流霧とは異なり、湖水効果雪のように対流現象であるため、非常に濃く深く、上から見るとふわふわした霧になります。北極の海煙は海煙に似ていますが、空気が非常に冷たいときに発生します。水滴に凝結する代わりに、凍結して上昇し、凝結した水蒸気の柱が形成されます。この水蒸気が海煙霧を生成し、通常は霧状で煙のようです。 [30]

チリとペルーの沿岸部付近で発生するガルア霧[31]は、海で発生した典型的な霧が内陸部に到達し、突然高温の空気と接触することで発生します。これにより、霧の水粒子が蒸発によって縮小し、「透明な霧」が発生します。ガルア霧はほとんど目に見えませんが、冷たい硬い路面に結露が生じるため、運転者はワイパーを使わざるを得なくなります。カマンチャカ霧も同様の濃霧です。

効果

可視性

セルビアの霧
郊外の道路では、薄い霧により視界が悪くなり、約200メートル（220ヤード）先で自転車の視界が非常にぼやけています。視界の限界は約400メートル（440ヤード）で、道路の端の手前です。

霧中の視界は、水滴の濃度に応じて、霞のような状態からほぼゼロの状態まで変化します。霧が高速道路で発生し、多重衝突事故などを含む事故により、世界中で毎年多くの命が失われています。

航空旅行業界は霧の深刻さに影響を受けます。現代の自動着陸システムはパイロットの助けを借りずに航空機を着陸させることができますが、空港管制塔の職員は滑走路上で離陸を待っている航空機がいるかどうかを確認できなければなりません。濃霧の中では安全な運航が困難であり、民間空港では状況が改善するまで離着陸を禁止することがあります。

第二次世界大戦中に開発された、帰還軍用機の着陸対策として霧調査分散作戦（FIDO）が考案されました。これは、滑走路脇で大量の燃料を燃焼させて霧を蒸発させ、帰還する戦闘機や爆撃機のパイロットが安全に着陸するための十分な視覚的手がかりを確保するというものでした。しかし、この方法はエネルギー消費量が大きいため、日常的な運用には適していません。

影

スートロタワーは3次元の霧の影を落とす

霧を通して投影される影は三次元的です。霧は、建物や木の隙間から差し込む光によって照らされるほど濃く、同時に、その光の大部分が透過して遠くの点を照らすほど薄くなっています。その結果、物体の影は光源と平行な方向を向いた「光線」のように見えます。これらのボリュームのある影は、雲の影である薄暮光線と同じ仕組みで生成されます。霧の中では、固体の物体が影を落とします。

音の伝播と音響

音は通常、固体、液体、そして大気などの気体の中で最も速く、最も遠くまで伝わります。霧の状態では、水滴間の距離が狭く、気温差も大きいため、音は影響を受けます。

霧は本質的に液体の水ですが、多数の水滴は小さな空気の隙間によって隔てられています。高音は高い周波数を持ち、つまり波長が短いことを意味します。高周波の波を伝播させるには、空気が非常に速く往復運動する必要があります。波長の短い高音は、多数の離れた水滴によって反射・屈折され、エネルギーが部分的に打ち消されて消散します（この過程は「減衰」と呼ばれます）。対照的に、低音は周波数が低く波長が長いため、空気の動きが遅く、頻度も少なく、小さな水滴との相互作用によるエネルギー損失も少なくなります。低音は霧の影響を受けにくく、より遠くまで届きます。そのため、霧笛は低音を使用します。[32]

霧は、地表に冷たい空気が溜まり、霧の発生を助長する一方で、その上に暖かい空気が滞留する温度逆転現象によって引き起こされることがあります。冷たい空気と暖かい空気の逆転した境界は、音波を地面に向けて反射するため、通常は上層大気に逃げて放射されるはずの音が、地表付近まで跳ね返って伝わってしまいます。温度逆転現象は、地表と逆転層の間で音を反射させることで、低周波の音の伝わる距離を延ばします。[33]

記録的な異常気象

特に霧の多い場所には、ニュージーランドのハミルトン、ニューファンドランド沖のグランドバンクス（北からの冷たいラブラドル海流と南からのはるかに暖かいメキシコ湾流が出会う場所）などがあります。世界 には、年間200日を超える霧の日があるアルジェンティア（ニューファンドランド）やポイントレイズ（カリフォルニア）など、霧の多い陸地があります。[引用が必要]一般的に温暖な南ヨーロッパでも、イタリアのポー平原の下部やアルノ川とテヴェレ川の渓谷、スペイン北東部のエブロ渓谷、スイスの高原、特にゼーラント地域で晩秋から冬にかけて、濃い霧や局所的な霧が低地や渓谷でよく見られます。[引用が必要]その他の顕著に霧の多い地域には、チリの海岸（南部）、ナミビアの海岸、グリーンランドのノール、セヴェルナヤゼムリャ諸島などがあります。[引用が必要]

水源として

カリフォルニアのレッドウッド林は、その水分の約30～40%を沿岸霧から霧滴として得ています。気候パターンの変化は、これらの地域で相対的な干ばつを引き起こす可能性があります。[34]カリフォルニア沿岸では、年間最大7ヶ月間、霧が動植物の唯一の水源となっています。[35]昆虫を含む一部の動物は、特に多くのアフリカ沿岸地域のような乾燥した気候において、湿った霧を主要な水源として依存しています。一部の沿岸地域では、地下水の汲み上げや雨水の収集が不十分な場合、霧網を用いて大気中の水分を採取しています。

人工霧

泥棒を追い払うために遠隔操作で作動する人工の不透明霧。

人工霧は、通常、水とグリコール、またはグリセリンをベースとした液体を気化させることで生成される人工霧です。この液体は加熱された金属ブロックに注入され、急速に蒸発します。その結果生じる圧力によって蒸気は通気口から押し出されます。この蒸気は冷たい外気に触れると、微細な液滴に凝縮され、霧として現れます。[36]このようなフォグマシンは、娯楽用途でよく使用されます。[37]

歴史的参照

霧の存在は、戦略的な戦闘など、歴史的出来事においてしばしば重要な役割を果たしてきました。一例として、1776年のロングアイランドの戦いが挙げられます。この戦いでは、アメリカのジョージ・ワシントン将軍率いる部隊が、霧を利用して逃走を隠し、イギリス軍による差し迫った捕獲を逃れました。もう一つの例は、第二次世界大戦中のDデイ（1944年6月6日）です。連合軍は霧の中、フランスのノルマンディー海岸に上陸しました。この戦闘では、視界不良のため、両軍から好結果と悪結果の両方が報告されました。[38]

参照

テクノロジー

天気

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実際には次のリンクを使用してください - http://www.ofcm.gov/publications/fmh/FMH1/FMH1.pdf Archived 11 June 2017 at the Wayback Machine、そして第 8 章などに進んでください。

さらに読む

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  • NOAAによる米国の現在の濃霧注意報
  • NOAAによる現在の米国西部の霧の衛星写真