Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas de fines gouttelettes ou de fins cristaux de glace, accompagné de fines particules hygroscopiques saturées d'eau, souvent de taille microscopique, réduisant la visibilité en surface. Sa composition est donc identique à celle d'un nuage dont la base toucherait le sol. Par convention, les météorologistes parlent de brume lorsque la visibilité horizontale est supérieure à un kilomètre et de brouillard si la visibilité est inférieure à un kilomètre. Les marins utilisent souvent le terme de brume quelle que soit la visibilité horizontale et le nomment également fumée de mer quand il s'agit de brouillard d'évaporation.

Lorsque la température de l'air, du sol et des objets baignés par la nappe de brouillard est inférieure à 0 °C le brouillard peut être givrant. Les gouttelettes en suspension sont alors en surfusion (à l'état liquide par température négative) et gèlent au contact, formant du givre (ou de la glace noire sur une chaussée). Ceci peut entraîner des dépôts importants sur les chaussées, la végétation et toutes les structures.

Formation

Les philosophes de l'Antiquité considèrent les brouillards soit comme un nuage stérile qui ne donne pas de pluie (conception d'Aristote) soit comme un nuage qui a perdu de la hauteur pour se former près du sol.

Le processus de formation du brouillard est identique à celui des nuages. Il résulte du refroidissement d'un volume d'air jusqu'à la condensation d'une partie de sa vapeur d'eau ou par ajout de vapeur d'eau pour atteindre la saturation. La condensation de la vapeur d'eau, en eau liquide ou en glace, se produit initialement autour de certains types de micro-particules de matière solide (aérosols), qu'on appelle des noyaux de condensation ou de congélation. La congélation spontanée de l'eau liquide en glace, dans une atmosphère très pure, ne se produit pas au-dessus de −40 °C. Entre 0 °C et −40 °C, les gouttes d'eau restent dans un état métastable de surfusion, qui cesse dès qu'elles rentrent en contact avec un noyau de condensation (poussière, cristal de glace, obstacle). Lorsque ce phénomène se produit au sol, on assiste à des brouillards givrants.

Types

Brouillard orographique (Grèce)

Brouillard de vallée

Brouillard givrant hivernal à Winnipeg, Canada.

Fumée de mer s'évaporant sur l'Atlantique

Le refroidissement qui mène à la condensation peut résulter d'une perte de chaleur comme la chute de la température la nuit ou par le passage d'une masse d'air au-dessus d'une surface froide. D'autre part, l'enrichissement en vapeur d'eau va se produire dans les précipitations ou près des plans d'eau. On note donc différents types de brouillards:

brouillard radiatif : lorsque le ciel est dégagé et les vents faibles, la température près du sol diminue, en particulier la nuit, et cette diminution ne se transmet pas aux couches supérieures par manque de turbulences. Ceci forme une inversion de température qui garde la vapeur d'eau dans une couche près du sol. Lorsque l'air devient saturé dans cette couche, une déposition de rosée se forme au niveau du sol. Ceci a deux effets, d'une part une diminution de l'humidité relative dans les basses couches et d'autre part une diminution de la chute de température au niveau du sol. Cette déposition de rosée peut durer plusieurs heures. Ensuite, un arrêt quasiment complet du vent va permettre la formation de brouillard sur une fine couche. Celui-ci va ensuite grossir en fonction de l'humidité disponible et l'intensité de l'inversion de température. Il peut également être en bancs selon la variation de température locale ;

brouillard d'advection : lorsque de l'air ayant une certaine température et humidité relative passe au-dessus d'une zone ayant une température inférieure, il y aura formation de brouillard d'advection. Il existe deux types de brouillard d'advection : le brouillard d'advection chaud : Lors du passage d'une masse d'air chaude et humide sur une surface plus froide. Le refroidissement de la masse d'air amène celui-ci à saturation et du brouillard se forme. Celui-ci peut s'avérer dense et tenace, spécialement au-dessus de la mer ; Le brouillard d'advection froid : Lors du passage d'une masse d'air froide et stable au-dessus d'une étendue d'eau bien plus chaude (différence de température d'au moins 10 °C). L'évaporation de l'eau, située en dessous de la masse d'air froide, va directement condenser et former un brouillard d'évaporation. Ce brouillard peut parfois mener à des givrages sévères sur les bateaux traversant la zone concernée.

le brouillard d'advection chaud : Lors du passage d'une masse d'air chaude et humide sur une surface plus froide. Le refroidissement de la masse d'air amène celui-ci à saturation et du brouillard se forme. Celui-ci peut s'avérer dense et tenace, spécialement au-dessus de la mer ;

Le brouillard d'advection froid : Lors du passage d'une masse d'air froide et stable au-dessus d'une étendue d'eau bien plus chaude (différence de température d'au moins 10 °C). L'évaporation de l'eau, située en dessous de la masse d'air froide, va directement condenser et former un brouillard d'évaporation. Ce brouillard peut parfois mener à des givrages sévères sur les bateaux traversant la zone concernée.

brouillard de précipitations : la pluie, la neige ou tout autre précipitation vont s'évaporer en passant dans une masse d'air qui n'est pas à la saturation. Ceci enrichit l'air en humidité. De plus, l'énergie nécessaire à l'évaporation étant retirée de l'air, ce dernier refroidit. Quand la quantité de vapeur d'eau atteint la valeur de saturation pour la température de l'air refroidi, on a formation de brouillard. Ceci se produit le plus souvent à l'avant d'un front chaud car on y retrouve une inversion de température ;

brouillard d'évaporation : lorsqu'une inversion de température et des vents faibles affectent une région, pas nécessairement la nuit, toute source d'humidité pourra saturer la masse d'air. Ceci se produit fréquemment près des cours d'eau et des lacs où l'évaporation de la couche superficielle sert d'apport de vapeur d'eau (fumée de mer). Les plantes en évapotranspiration et les sources industrielles (comme la fumée d'une usine) peuvent mener à ce type de brouillard également. Cela se produit également en hiver, surtout par temps très froid, alors que l'apport d'humidité des chauffages de maisons et des industries est important. Dans ce cas le brouillard est givrant ;

brouillard de mer arctique (aussi appelé fumée de mer arctique ou antarctique) : en hiver, lorsque l'air est sous les -15 degrés Celsius, la couche superficielle des plans d'eau, où la glace n'est pas encore formée, va s'évaporer. Si le vent est faible ou nul, la vapeur d'eau sera captive de l'inversion de température dans la basse couche d'air et le saturera rapidement, formant un brouillard givrant ;

brouillard orographique : par soulèvement de l'air le long d'une pente grâce aux vents, en vertu du comportement des gaz parfaits dans une atmosphère hydrostatique, l'air se refroidit spontanément lorsque la pression baisse et forme du brouillard ;

brouillard d'inversion : des nuages bas pris dans une couche d'inversion près de la surface terrestre peuvent descendre vers celle-ci et donner du brouillard ;

brouillard de vallée : par nuit claire, l'air froid se formant sur les pentes d'une vallée va descendre vers le fond de celle-ci et un brouillard de radiation va en résulter. Cela se produit souvent en hiver.

Dissipation

La dissipation du brouillard se produit lorsqu'un réchauffement permet aux gouttelettes ou aux cristaux de glace de s'évaporer. Ceci se passe par réchauffement solaire, par passage au-dessus d'une surface plus chaude, par assèchement dû à la subsidence d'air sec d'altitude ou par mélange avec de l'air plus sec par les vents.

Comportement

Endroits favorables

Selon le type de formation, certains endroits sont plus favorables que d'autres à la formation de brouillards :

Les zones côtières sont des zones privilégiées car on y retrouve une source de vapeur d'eau et un fort potentiel de perte de chaleur sur terre. On peut y avoir des brouillards de radiation la nuit mais surtout des brouillards d'advection lorsque de l'air passant au-dessus d'un courant d'eau chaude passe ensuite au-dessus d'eau plus froide. C'est le cas par exemple le long de la côte est du Canada alors que l'air venant du sud passe sur le Gulf Stream avant d'atteindre la côte, le long de laquelle passe le courant du Labrador ;

Les vallées sont un bon endroit pour le brouillard de radiation nocturne. Les brouillards d'advection y sont également fréquents si la vallée débouche sur la mer ;

Les côtes arctiques et antarctiques sont très favorables en hiver car les bris dans les glaces donnent du brouillard glacé rapidement.

Visibilité

Nappe de brouillard d'advection à San Francisco (États-Unis)

Par convention, ce phénomène réduit la visibilité horizontale à moins de 1 kilomètre. Lorsque la visibilité atteint ou dépasse cette valeur, on parle plutôt de brume. La zone dans laquelle se développe le brouillard est généralement bien délimitée (on parle d'une nappe de brouillard) en raison des phénomènes liés aux fronts thermiques. Les prévisions de la météorologie marine et les marins utilisent le terme de brume quelle que soit la visibilité horizontale.

Selon sa densité, le brouillard peut réduire la visibilité à quelques dizaines de mètres, voire à quelques dizaines de centimètres. Cette réduction de la visibilité est un facteur d'accidents dans les transports. En mer par temps brumeux, la corne de brume ou des sifflets émis par les bouées (s'il y a de la houle) permettent aux navires de se signaler ou de se repérer. En effet, dans une situation de brume l'air est très stable, le son se propage très loin et n'est pas bloqué comme l'est la lumière. Les radars aident depuis quelques décennies les navires qui en sont équipés à repérer les autres navires, bouées ou obstacles à la navigation, ce qui leur facilite la tâche dans les circonstances de visibilité réduite, cependant, les signaux de corne de brume sont obligatoires en mer dans les conditions de visibilité réduite, selon le règlement international pour prévenir les abordages en mer.

Une source d'eau

Les cours d'eau sont une des sources de brouillard dont les plantes bénéficient

Dans les déserts près des côtes, l'absence de précipitations est compensée par une grande fréquence des brouillards dus à la mer proche. La brume est alors la source d'eau naturelle pour les écosystèmes, grâce aux plantes qui la capturent. Au Pérou, sur la côte Pacifique, les Espagnols parlaient d'arbres à pluie, le long desquels l'eau ruisselait. Dans ce pays, on a également réussi à capter l'eau de la brume au moyen de filets verticaux qui servent de collecteurs.

La brume ou le brouillard fréquents sont favorables aux plantes épiphytes de la ripisylve, en maintenant une humidité importante près des plans d'eau. De la même façon, la brume dans les vallées permettent la présence de forêts ou écosystèmes plus humides.

Pollution

Le brouillard naturel, humide, ne doit pas être confondu avec le smog (brume de pollution), qui peut être relativement sec. Le brouillard se comporte comme un buvard à l'égard de certains polluants, dont certains acides (chlorhydrique, sulfurique). Les dégâts attribués aux pluies acides étaient en réalité souvent dus aux brumes polluées par les acides émis par le chauffage, l'industrie et les véhicules, mais peut-être aussi par certains pesticides solubles dans l'eau, dont on a retrouvé des concentrations importantes dans la brume prélevée dans l'est de la France. La formation du brouillard dans des zones fortement polluées prendra plus de temps à devenir dense étant donné le nombre important de noyaux de condensation (les gouttelettes en suspension sont partagées entre de nombreux "nuclei"). De plus, la présence de pollution a tendance à réduire le refroidissement nocturne et donc à limiter la formation de brouillard de radiation. Cependant, une fois formé, celui-ci aura tendance à être plus tenace.

Brouillard artificiel

Brouillard d'eau est le terme utilisé pour qualifier le brouillard produit artificiellement et dont les applications sont diverses : protection incendie pour l'extinction du feu ou l'atténuation de rayonnement thermique, dans l'environnement pour abattre la poussière ou les toxiques, etc.

Expressions

Être dans le brouillard : ne pas y voir clair, ou au sens figuré, ne pas bien comprendre une situation.

冬天早晨的雾

雾是指在接近地球表面的大气中悬浮的由小水滴或冰晶组成的水汽凝结物，是一种常见的天气现象。雾能影响能见度，对交通影响很大。根据国际上的定义，能见度小于1公里的叫雾（fog），超过1公里的称为轻雾霭（mist）。。当气温达到露点温度时（或接近露点），空气里的水蒸气凝结生成雾。根据凝结的成因不同，雾有数种不同类型。

雾的特性

雾的本质是水汽凝结物。因此，只要空气温度达到或相当接近露点，空气中的水汽就会凝结而生成雾。当气温高于冰点时，水汽凝结成液滴。当气温低于冰点时，水汽直接凝结为固态的冰晶，比如冰雾。因为露点只受气温和湿度影响，所以雾的形成主要有两个原因：一是空气中的水汽大量增加，使得露点升高至气温，从而形成雾，比如蒸汽雾和锋面雾；二是气温下降至低于露点而生成雾，比如平流雾和辐射雾。 雾和云的不同在于，云生成于大气的高层，而雾接近地表。

雾的种类

辐射雾：地面白昼因受太阳辐射影响，不断吸收热力，在下午二、三点左右，地表吸热小于散热，地面的热力通过长波辐射发布，使近地面空气的温度逐步下降，令空气里的水汽凝结，形成无数悬浮于空气里的小水点，这便是辐射雾。辐射雾多出现于晴朗而风力微弱的秋冬晚上或清晨，在日出后不久或风速加快后便会自然消散。

平流雾：当暖湿空气平流流经较冷水面或陆地时，暖湿气流遇冷混合冷却凝结成雾。这种现象通常在冬天发生，持续较长时间，有时甚至可达数百米厚度。平流雾出现时间不定，往往可持续较长时间，除非风向转变或停止，平流雾才会消散，通常发生于春季夜间。

蒸气雾：这通常在冷空气流过较暖的水面时形成。水蒸气会很快便经由蒸发作用而进入大气层并且逐渐降至露点以下而冷凝，最后形成蒸气雾。蒸气雾通常会在极地发生，并且最常见于晚秋及早冬时的大型湖泊旁。它与大湖降雪效应及大湖降雨效应有密切关系，并且通常会生成冻雾或白霜。

锋面雾：锋面附近的空气里的水滴或雪等降水粒子向下降至云层以下，并使水点蒸发为水蒸气，当水蒸气在露点凝固后发生冷凝现象而生成锋面雾，气温下降而导致空气饱和时亦会生成。

上坡雾：当风将空气吹向山坡时，使其向上流动，再因绝热膨胀而冷凝时产生上坡雾。

谷雾：这个通常发生在冬天的山谷里。当较重的冷空气移至山谷里，暖空气同时亦在山顶经过时产生了温度逆增现象，结果生成了谷雾，而且可以持续数天。

冰雾：当任何类型的雾气里的水点被冷凝为冰片时便会生成冰雾。通常需要温度低于凝固点时亦会生成，所以常见于南北极。

冻雾：当雾里的水点在物体表面凝固时生成白霜，这时的雾景被称为冻雾，常见于云层底部的山顶。

低雾：当雾掩盖天空的范围不及60%时，称为低雾。

雾的影响

黄昏时的雾气 雾会降低能见度。虽然部份交通工具因为使用雷达而不受影响，但大部份车辆均会在大雾时慢驶并使用更多光线照明。马路上的雾特别危险，很容易酿成意外。而雾亦会对飞机起降造成影响，在机场兴建前的选址就会将是否易起雾列为考虑因素之一。机场启用之后，机场管理者通常要采取措施来驱散雾气，或是提高机场的助导航设施及航管标准，以尽量降低影响。 雾气降低能见度——有雾的日子（右）与晴朗的日子（左）的比较

著名雾都

重庆市

伦敦

旧金山