בימים האחרונים, הופיע ערפל כבד באזור המרכז בשעות הבוקר המוקדמות. ודאי שאלתם את עצמכם מדוע ערפל מופיע בעיקר מוקדם בבוקר? למה קר יותר כשיש ערפל? מה זה בכלל ערפל? ולמה כל כך מוזר להגיד את המילה הזאת - ערפל. ערפל? ע-ר-פ-ל! פשוט מוזר (לגבי השאלה האחרונה - ״ערף״ פירושו ״הזיל״ [1]). ננסה להסביר מהו ערפל, ואיך הוא נוצר.

האוויר שסביבנו תמיד מכיל אדי מים, אפילו במדבר או בחדר ממוזג. אנו מגידירים לחות כיחס בין מסת אדי המים שבאוויר, למסת האוויר. כמות אדי המים שאוויר יכול להכיל תלויה בטמפרטורה ובלחץ הסביבה. ככל שהאוויר חם יותר, כך הוא יכול להכיל יותר אדי מים – למשל בגובה פני הים, ב-40 מעלות צלסיוס, האוויר יכול להכיל פי 2.5 יותר אדי מים מב-20 מעלות צלסיוס [2]. אם כן, מה המשמעות של אחוזי לחות, כמו לדוגמא, '85% לחות'? לחות המצויינת באופן זה, נקראת "לחות יחסית", כיוון שהיא מייצגת את היחס בין כמות האדים בפועל באוויר, לכמות האדים המקסימלית שהאוויר יכול להכיל. כך שאם החזאי בחדשות, אומר "מחר הטמפרטורה הצפויה הינה 25 מעלות, עם 75% לחות", המשמעות היא, שכמות אדי המים הצפויה, היא 75% מהכמות המקסימלית שהאוויר בטמפרטורה של 35 מעלות יכול להכיל.

בשונה מאדי המים, ערפל הוא הצטברות טיפות מים קטנות באוויר (בגודל של בין 5-50 מיקרון, כלומר בין חצי ל-1/20 עובי שערה) ואשר נמצא בגובה של עד קילומטר מעל פני הקרקע [3].

כיצד נוצרות טיפות המים באוויר? כדי שאדי המים באוויר יתגבשו לטיפות, על טמפרטורת האוויר לרדת עד ל'נקודת הטל', שהיא הטמפרטורה אליה אנחנו צריכים לקרר את האוויר כדי שאדי מים יתעבו לטיפות [4].  טמפרטורת 'נקודת הטל' תלויה בתנאי האוויר - הלחות היחסית, הטמפרטורה שלו והלחץ [5]. לדוגמא, בגובה פני הים, בטמפרטורה של 25 מעלות צלסיוס, ב-75% לחות, נקודת הטל היא בערך ב-20 מעלות צלסיוס וב50% לחות תרד כבר ל14 מעלות צלסיוס [5]. 

ככל שטמפרטורת האוויר יורדת, הלחות היחסית עולה. תהליך זה נמשך עד שב'נקודת הטל' שלו, אדי המים יתעבו לכדי טיפות, כמו שקורה לפעמים על דפנות כוס עם מי קרח. כאשר ההפרש בין טמפרטורת האוויר לטמפרטורת 'נקודת הטל', יהיה פחות מ2.5 מעלות, [6] - יתגבשו אדי המים לכדי טיפות מורגשות הנישאות באוויר. אם כמות אוויר גדולה מספיק תתקרר באופן זה יווצרו הערפילים שאנחנו מכנים ״ערפל״.

לדוגמא, בלילה, עד שעות הזריחה, האוויר והאדמה מתקררים. בשעות הבוקר המוקדמות, ממש ברגעי הזריחה, טמפרטורת האדמה היא הנמוכה ביותר – והערפל יכול להיווצר. האדמה סופגת את החום מהאוויר הקרוב אליה, והמעטה הסמיך שמוכר לנו מנסיעת הבוקר לעבודה נוצר.
דרך נוספת בה ערפל נוצר היא כשאוויר חם ולח עובר מעל אדמה קרה או מקווה מים קרים ומתקרר. אם יתקרר מספיק, יווצר ערפל שנקרא ערפל הסעה (חלק משמעותי מן הערפילים בישראל נוצר באופן זה). ערפל יכול להיווצר בעוד שלל דרכים שונות, התלויות במנגנוני התקררות האוויר. לדוגמא, אם במהלך היום היתה קרינת שמש חזקה שחיממה את הקרקע, יחד עם תנאי מזג אוויר כגון שמים בהירים וחוסר ברוח, נוכל לקבל שכבת ערפל דקה על פני הקרקע מוקדם בבוקר (ערפל זה נקרא ערפל קרינה).

ישנה דרך נוספת ליצור ערפל: במקלחת [7]. ציינו קודם כי כאשר האוויר מתקרר מבלי שהלחות מתעבה, הלחות היחסית תעלה ולכן נתקרב לנקודת הטל. דרך אחרת להשגת תוצאה זו היא במקום לקרר את האוויר, להעלות את כמות אדי המים באוויר וכך לעלות את טמפרטורת 'נקודת הטל' של האוויר. ערפל זה נקרא, ערפל אדים או קיטור, והוא מתרחש גם כאשר אוויר קר עובר מעל ים חם יחסית או אדמה לחה וחמימה.

לסיכום, ערפל נוצר כאשר אדי מים מתגבשים לכמות משמעותית של טיפות מים קטנות הנישאות באוויר. התהליך  יכול לקרות אם ההפרש בין טמפרטורת האוויר לטמפרטורת נקודת הטל הינו לא יותר מכ-2.5 מעלות. ציינו שתי דרכים כלליות בהן אנחנו יכולים לייצר ערפל - הראשונה היא קירור אוויר לח, והשניה היא העלאת הלחות היחסית באוויר. תופעת הערפל גורמת למראות מהפנטים, ועם זאת מסוכנים לנהגים ולטייסים, זאת בשל פגיעה בשדה הראיה. 

מקורות

[1] משמעות מילה ערפל - ויקימילון

[2] מחשבון לחות

[3] ספר על ערפל ושכבות גבול

[4] הגדרת נקודת הטל כמנגנון ליצרת ערפל

[5] גרף לחות, טמפ ונקודת טל

[6] הגדרת ההפרש הדרוש כדי ליצור ערפל 

[7] ערפל במקלחת