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霧は、地球の表面またはその近くの空気中に浮遊する小さな水滴または氷の結晶からなる目に見えるエアロゾルです。[1] [2]霧は、通常層雲に似た低層の雲の一種と考えられており、近くの水域、地形、風の状況に大きく影響されます。次に、霧は船舶輸送、旅行、戦争など、多くの人間の活動に影響を及ぼします。
霧は水蒸気（気体の水）が凝結すると発生します。凝結の際、水蒸気の分子が結合して小さな水滴となり、空気中に漂います。塩水域の近くに現れる海霧は、水蒸気が塩の粒に凝結して発生します。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、一般的には雲という一般的な用語と区別され、霧は低い位置にあり、霧の中の水分は局所的に生成されることが多い（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）という点が異なります。[3]
定義上、霧は視界を1km（0.62マイル）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]
英国の航空学では、視程が5km（3.1マイル）未満で高度が999m（3,278フィート）を超える場合、相対湿度が95％以上のときは霧とみなされ、95％未満の場合は霞と報告される。[5] [全文引用が必要]
形成
霧は気温と露点の差が2.5 ℃（4.5 ℉ ）未満の ときに発生します。[6] [7]
霧は、水蒸気が 凝縮して小さな水滴となり、空気中に浮遊することで形成され始めます。水蒸気が凝縮する方法としては、上昇気流の領域への風の収束、 [8]上から降る降雨や渦、 [9]日中の加熱により海、水域、湿地の表面から水が蒸発すること、[10]植物からの 蒸散、[11]冷たい空気や乾燥した空気が暖かい水の上を移動すること、[12]山の上の空気の上昇などがあります。[13]通常、水蒸気は、塵、氷、塩などの凝結核上で凝結し、雲を形成し始めます。 [14] [15]霧は、高気圧の層雲と同様に、安定した雲層で、冷たく安定した気団が暖かい気団の下に閉じ込められたときに形成される傾向があります。[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、または周囲の空気温度の低下によって発生します。[17]ただし、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%の場合でも霧が発生しない場合があります。相対湿度が100%の場合、空気はそれ以上の水分を保持できないため、水分が追加されると空気は過飽和状態になります。
霧は、一般的に霧雨または非常に軽い雪の形で降水を引き起こします。霧雨は、霧の湿度が100％に達し、小さな雲粒がより大きな粒に凝集し始めると発生します。 [18]これは、霧層が持ち上げられ、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、地表温度が氷点以下に下がると、凍結霧雨になります。
霧層の厚さは、主に逆転境界の高度によって決まります。逆転境界は、沿岸または海洋地域では海洋層の上部でもあり、その上の空気塊はより暖かく乾燥しています。逆転境界の高度は、主にその上の空気の重さに応じて変化します。この重さは大気圧で測定されます。海洋層とそこに含まれる霧の塊は、気圧が高いと「押しつぶされ」、逆にその上の気圧が低くなると上方に広がります。
種類
霧は、凝縮を引き起こす冷却がどのように発生したかに応じて、さまざまな方法で形成されます。
放射霧は、晴天で穏やかな状況で日没後に赤外線 熱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、霧が形成される。完全な無風状態では霧層の厚さは1メートル未満になることがあるが、乱気流によってより厚い層が形成されることがある。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よく見られる。この現象の例にはトゥーレ霧がある。[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。
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]温暖前線が積雪の多い地域を通過するときによく発生します。海上では、湿った空気が冷たい水に遭遇したときに最もよく発生し、カリフォルニア沿岸などの冷水湧昇地域も含まれます（サンフランシスコの霧を参照 ）。水面や裸地での十分に強い温度差も移流霧の原因となります。
強風は空気をかき混ぜ、多くの種類の霧を拡散、断片化、または防止することができますが、積雪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、平坦な農地や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、いくつかの過程のうちの 1 つによって陸地に運ばれる。寒冷前線は海洋層を海岸方向に押し出すことがあり、これは春または晩秋に最も典型的に発生する。夏の間、内陸部の激しい加熱によって生じた低気圧の谷が強い気圧勾配を生じ、濃い海洋層を引き寄せる。また、夏の間、通常は夏のモンスーンと関連して、南西砂漠の上空の強い高気圧が南から南東の流れを生じ、沖合の海洋層を海岸線まで押し上げる可能性がある。これは「南風の急上昇」と呼ばれる現象で、通常は沿岸の猛暑の後に起こる。しかし、モンスーンの流れが十分に乱流である場合、海洋層とそれに含まれる霧を分解する可能性がある。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する。
蒸発霧または水蒸気霧は、はるかに冷たい空気が重なる水域の上に形成されます。この状況により、塵の霧に似た蒸気悪魔が形成されることもあります。[22]湖水効果霧はこのタイプであり、放射霧などの他の原因と組み合わさることがあります。これは、湖水効果雪 のように対流現象である点で、陸上で形成されるほとんどの移流霧とは異なり、非常に濃く深い霧になり、上から見るとふわふわして見える傾向があります。
前線霧は、前線上の比較的暖かい空気から降る雨滴が、地表近くの冷たい空気に蒸発して飽和状態になるときに、前線近くの層雲とほぼ同じように形成されます。このタイプの霧は、前線通過後に上昇要因がないため、非常に低い前線層雲が地表レベルまで沈降した結果として発生することがあります。
氷霧は、非常に低い気温で形成され、ここで述べた他のメカニズムや、動物の群れによる湿った暖かい空気の吐き出しによっても発生します。これは、非常に小さな氷の結晶が形成されてゆっくりと落下するダイヤモンドダストの降水と関連している可能性があります。これは、青空のときによく発生し、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やその他の現象を引き起こす可能性があります。
氷結霧は、過冷却水滴が接触すると表面に凍結して生成され、霧氷を形成します。 [23]
降水霧（または前線霧）は、降水が雲の下の乾燥した空気に落ち、液滴が蒸発して水蒸気になることで発生します。水蒸気は冷えて露点で凝縮し、霧が発生します。
雹霧は、雹が大量に積もった場所の近くで、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に発生することがあります。雹の上に暖かく湿った層があり、風が弱いときに最もよく発生します。この地上霧は局所的にな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す時間があり、溶けて蒸発するときに熱を吸収するときに発生することがあります。[24]
上昇霧は、湿った空気が山や丘の斜面を上るときに（地形性上昇） 、断熱冷却と高度による圧力低下によって凝縮して霧になるときに発生します。
凍結条件
凍結霧は、液体の霧滴が表面に凍りつき、白い軟らかいまたは硬い霜を。[25]これは、低い雲にさらされている山頂で非常に一般的です。これは凍結雨、本質的には「霜のない」または「霜のない」タイプではない冷凍庫内に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で空気が満たされている霧を指す場合もあります。まるで「一掴み」できるかのように、霧が「実体のある」ものになるようです。
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る。[26]これは通常、寒い冬の時期に、深い山間の谷でよく発生する。ポゴニップという言葉は、ショーショーニー語の「雲」を意味するpaγi̵nappi̵hに由来している。 [26] [27] 『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する。ジャック・ロンドンは、そのアンソロジー『スモーク・ベリュー』の中で、ポゴニップが主要登場人物を取り囲み、そのうちの1人を殺したと描写している。
この現象は、気温が10～30°F（-12～-1°C）の範囲にある太平洋岸北西部の内陸部でも極めて一般的です。コロンビア高原では、気温逆転現象により、ほとんどの年でこの現象が発生し、時には3週間も続くことがあります。霧は通常、コロンビア川の周辺で発生し始め、広がり、時には川の真南約150マイル（240km）離れたオレゴン州ラパインからワシントン州南中央部まで遠くまで陸地を覆うことがあります。
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小さな氷の結晶になった霧の一種です。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す。[28]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します。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ります。空から降り注ぐ極微量の氷霧は、氷結晶と呼ばれる降水の一種を形成し、アラスカ州ウトキアグビクでよく報告されています。氷霧は、多くの場合、光柱の視覚現象につながります。
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ネバダ州バージニアシティのポゴニップ霧。20世紀初頭の絵葉書より -
凍った霧が立ち込める極寒の野原の木 -
地形の影響
斜面霧または丘陵霧は、風が空気を斜面上に吹き上げ（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、空気中の水分が凝結することで発生します。これにより、雲の天井が十分に低くならない 山頂で凍結霧が発生することがよくあります。
谷霧は山間の谷で冬によく発生します。基本的には地形によって制限される放射霧で、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、谷霧はトゥーレ霧と呼ばれることがよくあります。
海と沿岸の霧
海霧 (ハールまたはフレットとも呼ばれる) は、海水のしぶきと微細な空中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しぶきからの塩分です。嵐の地域を除き、砕波が最も多く発生する地域は海岸線の近くであるため、空中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が 70% 程度でも起こることが観察されているため、カリフォルニア海岸などの適した場所では比較的乾燥した空気でも霧が発生する可能性がある。通常、このような湿度の低い霧が発生する前には、海岸線に沿って透明なもやが立ち、これは結露と蒸発が競合するためで、午後に海水浴客が気づく現象である。最近発見された沿岸霧の結露核のもう 1 つの発生源はケルプである。研究者らは、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、これが今度は水蒸気の結露核となり、直射日光を拡散する霧が発生することを発見した。[29]
海煙は蒸気霧や蒸発霧とも呼ばれ、最も局所的な形態で、冷たい空気が暖かい水や湿った陸地を通過することによって発生します。 [25]海煙はしばしば凍結霧、時には霜を引き起こします。
北極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。水滴に凝縮する代わりに、凍結、上昇、凝縮した水蒸気の柱が形成されます。水蒸気は海煙霧を生み出し、通常は霧状で煙のようなものです。[30]
チリとペルーの海岸近くのガルア霧[31]は、海で発生した典型的な霧が内陸部に移動中に突然熱気圏に遭遇したときに発生します。これにより、霧の水粒子が蒸発して縮小し、「透明な霧」が生成されます。ガルア霧はほとんど目に見えませんが、液体の水が硬い表面に付着するため、運転手はワイパーを使用する必要があります。カマンチャカは同様の濃い霧です。
可視性効果
霧の中の視界は、水滴の濃度に応じて、もやがかかったように見える状態から、ほぼゼロの視界までさまざまです。霧が原因で高速道路で多重衝突事故が発生するなど、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、霧の厳しさの影響を受けます。最新の自動着陸コンピューターは、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、航空機が滑走路上で離陸を待って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難しく、民間空港では、状況が改善するまで離着陸を禁止する場合があります。
第二次世界大戦中に開発された帰還軍用機の着陸解決策は、霧調査・消散作戦(FIDO) と呼ばれていました。これは、滑走路沿いで大量の燃料を燃やして霧を蒸発させ、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得るというものでした。この方法はエネルギー消費量が多いため、通常の運用には使用されていません。
影
霧を通して影が 3 次元的に投影されます。霧は、建物や木の隙間を通過する光によって照らされるほど濃く、その光の大部分が通過してさらに先の点を照らすほど薄いです。その結果、物体の影は、光源と平行な方向を向いた「ビーム」のように見えます。これらの大きな影は、雲の影である薄明光線と同じ方法で作成されます。霧の中では、影を投影するのは固体の物体です。
音の伝播と音響効果
音は通常、固体、液体、そして大気などの気体を通過するときに最も速く遠くまで伝わります。霧の状態では、水滴間の距離が短く、空気の温度差があるため、音が影響を受けます。
分子効果:霧は本質的に液体の水であるが、多くの水滴は小さな空気の隙間によって隔てられている。高音は高い周波数を持ち、つまり波長が短い。高周波の波を伝達するには、空気が非常に速く前後に動かなければならない。短波長の高音の音波は、多くの離れた水滴によって反射および屈折され、部分的にエネルギーを打ち消して消散する (「減衰」と呼ばれるプロセス)。対照的に、低周波数で波長が長い低音は、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い。低音は霧の影響を受けにくく、遠くまで届くため、霧笛は低音を使用する。[32]
温度の影響：霧は、冷たい空気が表面に溜まって霧を発生させ、その上に暖かい空気が溜まるという温度逆転によって発生することがあります。冷たい空気と暖かい空気の逆転した境界は、音波を地面に向かって反射し、通常は上層大気に逃げて放射される音が、代わりに跳ね返って地表近くまで伝わります。温度逆転は、地面と逆転層の間で音を反射させることで、低周波の音が伝わる距離を延ばします。[33]
記録的な異常気象
特に霧が多い場所には、ニュージーランドのハミルトンや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 で非常に霧の多い陸地には、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）などがあり、どちらも年間200日以上の霧の日があります。[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、アルノ川とテヴェレ川の谷、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、濃い霧や局地的な霧が低地や谷でよく見られます。[引用が必要]他に顕著に霧が多い地域には、チリの海岸部（南部）、ナミビアの海岸部、グリーンランドのノルド、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の森は、その水分の約30～40%を沿岸の霧から霧滴として得ています。気候パターンの変化により、これらの地域では相対的な干ばつが発生する可能性があります。[34]昆虫を含む一部の動物は、特に多くのアフリカ沿岸地域に沿った砂漠地帯では、湿った霧を主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に、霧網を使用して大気から水分を抽出しています。霧は気候条件によって異なる種類になります。
人工霧
人工霧は、通常、水とグリコールまたはグリセリンベースの液体を気化させることによって生成される人工の霧です。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り、蒸気は通気口から押し出されます。冷たい外気に触れると、蒸気は微細な液滴に凝縮し、霧として現れます。[35]このようなフォグマシンは、主に娯楽用途に使用されます。
歴史的参照
霧の存在は、戦略的な戦いなど、歴史上の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。一例としては、ロングアイランドの戦い（1776年8月27日）が挙げられます。このとき、アメリカの将軍ジョージ・ワシントンとその部隊は、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ることができました。もう1つの例としては、第二次世界大戦中のDデイ（1944年6月6日）で、連合軍は霧の状態でフランスのノルマンディーの海岸に上陸しました。この戦闘では、視界が悪かったため、双方から良い結果と悪い結果の両方が報告されました。[36]
参照
テクノロジー
天気
参考文献
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霧の国際的な定義は、地球の表面近くに浮遊する水滴または氷晶の集まりです...
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実際には次のリンク http://www.ofcm.gov/publications/fmh/FMH1/FMH1.pdf を使用して、第 8 章などに進んでください。
さらに読む
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- コルトン、クリスティン L.ロンドン霧：伝記(2015)
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには霧に関連するメディアがあります。
- 「NOAA 社会経済学」ウェブサイト イニシアチブによる霧の社会的および経済的コスト
- 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