Mgła powstaje, gdy w przepełnionym wilgocią powietrzu zaczynają się tworzyć mikroskopijne kropelki wody. Im wilgotniejsze powietrze, tym większa szansa, że powstanie mgła. Skąd woda bierze się w powietrzu? Jest tam zawsze. Tyle tylko że w postaci przezroczystego gazu, czyli pary wodnej. W niektórych okolicznościach para (gaz) skrapla się (albo inaczej kondensuje). I dopiero wtedy, właśnie w postaci mgiełki, wodę znajdującą się w powietrzu „widać”.

Kiedy widać wodę?
Duża wilgotność nie wystarczy do powstania mgły. Potrzebna jest jeszcze niska temperatura. Im niższa, tym więcej wody ze stanu gazowego przejdzie do stanu płynnego. Gdy powietrze jest ciepłe, cząsteczki wody mają (tak jak cząsteczki innych gazów wchodzących w skład powietrza) wyższą energię. Im wyższa energia, tym większa ich „ochota”, by swobodnie się przemieszczać. Gdy energii jest za mało, cząsteczki raczej się ze sobą sklejają (kondensują).

Gdy takie ich „zlepki” są już wystarczająco duże, mogą być widoczne gołym okiem. I to jest właśnie mgła. Oprócz niskiej temperatury ważna jest także wysoka wilgotność. W suchym powietrzu, nawet przy niskiej temperaturze, mgła nie powstanie. No bo niby z czego ma powstać, skoro nie ma w nim cząsteczek wody? Przy bardzo dużej wilgotności kondensacja następuje szybciej i temperatura wcale nie musi spadać drastycznie, by powstała mgła. Przy niskiej wilgotności musi być naprawdę zimno, by doszło do kondensacji. Fizycy temperaturę, w której cząsteczki wody ze stanu gazowego przechodzą w ciekły, nazywają temperaturą punktu rosy.

Kropla kropli nierówna
Posklejanych cząsteczek wody, wchodzących w skład mgły, nie należy mylić z kroplami deszczu. Początek jest taki sam. W chmurze, nad naszymi głowami, w wyniku kondensacji powstają „zlepki” cząsteczek wody, takie mikrokropelki. Przy spełnieniu pewnych warunków te największe zaczynają poruszać się w dół, w kierunku powierzchni ziemi. W czasie swojej podróży zderzają się z innymi mikrokropelkami. Każda taka kolizja powoduje, że kropelka staje się coraz większa i większa. Aż w końcu spada na ziemię jako spora kropla. We mgle takie zjawisko raczej nie występuje, bo jej warstwa zwykle jest zbyt cienka, by opadające mikrokropelki zdążyły się powiększyć.
Standardowa kropelka wody we mgle ma średnicę nie większą niż 0,05 mm. Mało, prawda? Gdy jednak warstwa mgły jest bardzo gruba, może dojść do podobnego jak w chmurach zjawiska. Wtedy mamy do czynienia z mżawką. Im więcej wody się skropli, tym mgła może być gęstsza, ale nie musi. Tutaj wchodzi w grę jeszcze jeden czynnik, którym jest ruch powietrza. Przy bezwietrznych warunkach warstwa mgły może mieć zaledwie kilkadziesiąt centymetrów grubości. Wtedy mgła przypomina rozlane mleko, przez które nic nie widać. Gdy wieje wiatr, grubość mgły może wynosić nawet kilkaset metrów. To takie warunki sprawiać mogą największy kłopot lądującym czy startującym samolotom.

Woda nie zamarza na mrozie
To, co jest problemem dla samolotów, nie zawsze sprawia trudności kierowcom samochodów. Gdy zimne powietrze znajdzie się nad gruntem, który jest cieplejszy, mgła nie sięga do samej ziemi. Dlaczego tak się dzieje? Warstwa powietrza, która bezpośrednio dotyka cieplejszego gruntu, ogrzewa się, a znajdująca się w nim woda ze stanu ciekłego znowu może przejść w przezroczysty stan gazowy.

Mgła sięgająca powierzchni gruntu jest rzadkością. Dlatego właśnie tak skuteczne są światła przeciwmgielne montowane w samochodach niżej niż te „zwykłe”. Ich zasięg jest większy, a samochody w nie wyposażone są widoczne z większej odległości. Sytuacja komplikuje się zimą. Gdy temperatura spada mocno poniżej zera, zamiast mikrokropelek wody mgłę mogą tworzyć maleńkie kryształki lodu.

Co ciekawe, mgła „wodna” może istnieć, gdy temperatura otoczenia jest ujemna. Wbrew intuicji, woda we mgle wcale nie zamarza w temperaturze zera stopni. Podobnie jest w chmurach. Im mniejsza kropelka wody, tym dłużej może być płynna w temperaturze poniżej zera. Mikrokropelki wody zamarzają, gdy zetkną się z czymś zimnym. Wtedy tworzy się szadź. Czasami jej grubość jest tak duża, że pod jej ciężarem łamią się drzewa i słupy energetyczne. Może się jednak zdarzyć i tak, że tworzące mgłę kryształki lodu zetkną się z czymś (np. powierzchnią ulicy) nieco cieplejszym. Zanim ponownie zamarzną, na krótką chwilę rozpuszczą się. Tak powstaje gołoledź.

Wiem, że nic nie wiem
Mgła może pojawiać się wszędzie i o każdej porze roku. Częściej zdarza się w okolicach rzek i jezior (bo powietrze jest tam wilgotniejsze) czy w kotlinach i małych dolinach (bo szybciej ochładza się tam grunt). W naszej szerokości geograficznej zamglenia występujące na terenie dużych obszarów zdarzają się jesienią i wiosną. Bo właśnie wtedy jest duża szansa na to, że ciepłe i wilgotne powietrze z południa Europy zetknie się z zimnym podłożem, które w ciągu coraz krótszego dnia nie zdąży się ogrzać. Część pary wodnej skrapla się. Wydaje się, że naukowcy wiedzą o powstawaniu mgieł wszystko. Nie znaczy to jednak, że miejsce występowania mgieł da się łatwo przewidywać.

Po to, by mgła powstała, muszą być spełnione konkretne warunki, temperatura, wilgotność, ruch powietrza, a te lokalnie szybko mogą się zmieniać. Nie pomogą najlepsze stacje pomiarowe, zdjęcia satelitarne ruchów mas powietrza i stały monitoring temperatury gruntu. Meteorologom nie brakuje dużej ilości, dobrych jakościowo informacji uśrednionych dla dużego obszaru. Mgła jest jednak zjawiskiem lokalnym, które tym globalnym statystykom łatwo się wymyka. I tutaj dotykamy największego bodaj problemu meteorologii. Niby wszystko jest jasne, ale o dokładnym przewidywaniu przyszłości można zapomnieć. Bo wzory fizyczne to nie wszystko. Natura jest znacznie bardziej złożona niż mogłoby się wydawać.

Dlaczego mgła ogranicza widoczność?
Woda jest przezroczysta. Dlaczego więc małe kropelki wody powodują powstanie „białej ściany”? Światło, które dostarcza nam informacji o otoczeniu, jest na maleńkich kropelkach mgły (czy kryształkach lodu) rozpraszane. Podobnie jak światło na drobinkach brudu na szybie okiennej. W wyniku tego rozproszenia zmienia się pierwotny kierunek rozchodzenia się światła. Powstają fale wtórne, które potęgują wrażenie, że mgła sama jest źródłem światła (dlatego podczas jazdy samochodem widoczność spada, gdy włączy się długie światła). W efekcie maleje odległość, na jakiej ludzkie oko jest w stanie dostrzegać przedmioty.

Czy z mgłą można sobie jakoś poradzić?
W samochodach wysokiej klasy montuje się reflektory ksenonowe, które powodują, że samochód w nie wyposażony jest widoczny z większej odległości. Ale to tylko półśrodek. Mgłę można rozpędzić. Wystarczy podgrzać powietrze. Wtedy kropelki wody z powrotem wyparują i mgła zniknie. Ale zrobienie tego na większym obszarze jest bardzo drogie. W przypadku ruchu powietrznego taniej jest np. kupić system automatycznego sprowadzania samolotów na ziemię we mgle. A kierowcy muszą sobie poradzić sami.