Tại sao khi thay đổi thời tiết hay sinh ra sương mù?

Các chất hơi, khí (gọi chung là khói) trong đó có nhiều loại hơi khí độc xuất phát từ một nguồn phát thải nào đó, chẳng hạn một cái lò, một khu vực đốt lửa… có thể tản trong không khí theo một trong 3 cách: Bốc hơi lên cao, bay ngang hoặc là bay xuống mặt đất. Các yếu tố quyết định trạng thái lan toả của khói chủ yếu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố của thời tiết và khí tượng (gió, nhiệt độ không khí), địa hình và cả của chính bản thân nguồn tạo khói (nhiệt độ, tải lượng). Ngoài ra tính chất của các phần tử có chứa trong khói như độ tan trong nước, khả năng tham gia các phản ứng hoá học với không khí… sẽ xác định thời gian phân tử đó có thể lưu lại trong không khí bao lâu. Nếu chất đó có thể lưu lâu trong không khí thì khả năng lan toả của các phân tử các chất đó càng lớn.

Nếu chỉ đơn thuần xét về góc độ vật lý, sự lan toả của khói từ các nguồn vào không khí trong điều kiện địa hình bằng phẳng thì người ta thấy hướng gió xác định hướng phát tán của khói, còn tốc độ gió, tình trạng nhiệt độ các lớp không khí sẽ xác định độ bốc cao của cột khói.

Nếu hoàn toàn không có chút gió nào thì cột khói sẽ bốc thẳng đứng lên cao do khói thoát ra từ nguồn thường nóng hơn (nhiệt độ cao hơn) và nhẹ hơn (tỷ trọng thấp hơn) không khí. Khi có gió, khói nhanh chóng trộn lẫn với không khí xung quanh, bị pha loãng và bay theo hướng gió và vẫn tiếp tục bay cao. Độ cao cực đại của cột khói phụ thuộc vào sự phân bố nhiệt độ của các lớp không khí phía trên cột khói. Thông thường cứ lên cao 100 m thì nhiệt độ không khí giảm 1C nên cột khói tiếp tục lên cao đến khi khói loãng và không khí xung quanh cân bằng về nhiệt độ và tỷ trọng.

Trong một vài trường hợp đặc biệt của thời tiết, càng lên cao không khí càng nóng thì cột khói sau khi bốc lên đến độ cao nào đó sẽ lại là xuống gần mặt đất. Quá trình này gọi là quá trình đảo. Quá trình này thường xảy ra vào ban đêm khi mặt đất nguội đi rất nhanh còn phía trên cao có luồng không khí nóng từ các nơi khác tràn về. Hiện tượng này còn có thể xảy ra cả ban ngày vào mùa lạnh. Khi khói là xuống mặt đất và lan toả trong không khí sẽ tạo ra điều kiện cho các phần tử tạo mù trong khói như SO2, NOx… gây ra hiện tượng sương mù. Đây là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng cứ “trở trời” là có hiện tượng sương mù.