Biała smuga, która zostaje na niebie za samolotem, to po prostu chmura kropelek wody lub kryształków lodu. Powstaje ona, gdy na dużej wysokości gorąca para wodna z silników skrapla się, mieszając z zimnym powietrzem. Jak para z czajnika – mówi fizyk chmur prof. Szymon Malinowski.
Podczas Pikniku Naukowego przez cały dzień zbieraliśmy od zwiedzających pytania do naukowców. Część z tych pytań zadajemy teraz badaczom.
Z pytaniem „co to jest ta biała kreska na niebie?” zwróciliśmy się do fizyka chmur prof. Szymona Malinowskiego z Uniwersytetu Warszawskiego. To współtwórca strony Nauka o Klimacie, nagrodzonej w 2017 r. naszą nagrodą Popularyzator Nauki.
Naukowiec odpowiedział: „Ta biała kreska za samolotem to smuga kondensacyjna. To po prostu skroplona para wodna lub małe kryształki lodu”.
Wyjaśnił, że samolot spala paliwo, które zawiera węglowodory. A wodór z węglowodorów podczas spalania łączy się z tlenem z powietrza i tworzy wodę. A dokładniej – w gorącym silniku – parę wodną.
„Jeżeli to gorące, pełne pary wodnej spaliny z silnika trafią na odpowiednie warunki – niską temperaturę i odpowiednio wysoką wilgotność powietrza w otoczeniu, to wskutek mieszania dochodzi do skraplania się pary wodnej” – powiedział naukowiec i dodał, że to właśnie jest biały obłoczek, który często widać na trasie samolotu.
„To, co tam zachodzi, to jest dokładnie to samo zjawisko, które od czasu do czasu obserwujemy np. zimą, gdy chuchamy i z ust unoszą się kłęby skroplonej pary. Albo gdy gotujemy wodę w czajniku i w niewielkiej odległości za dzióbkiem z czajnika pojawia się obłoczek” – opowiada.
Naukowiec podkreśla, że para wodna – czyli woda w postaci gazu – jest przezroczysta. Dopiero kiedy para się skropli i zamieni w wodę – staje się widoczna. Zawieszone w powietrzu kropelki wody bowiem odbijają światło. A jeśli jest ich sporo, to widoczne są jako biały „obłoczek”.
Prof. Malinowski wyjaśnia, dlaczego czasem smugę na niebie widać dłużej, a czasem – szybko znika. „Jeżeli jest bardzo sucho, to para wodna bardzo szybko się rozcieńcza mieszając się z otoczeniem i smuga kondensacyjna może nigdy nie powstać” – tłumaczy naukowiec.
Jeśli natomiast w powietrzu na trasie przelotu jest dużo pary wodnej, smugi kondensacyjne powstają dużo łatwiej. I widać je na niebie znacznie dłużej.
Pytany, dlaczego jak samolot startuje, to nie widać za nim smugi, prof. Malinowski odpowiedział, że takie zjawisko się zdarza, ale bardzo, bardzo rzadko. „W górze na wysokościach przelotowych temperatury wynoszą -40 czy -50 stopni C, a ciśnienie to 1/4 czy nawet 1/5 tego, co na powierzchni ziemi. Tam już bardzo niewielka zawartość pary wodnej w mieszaninie powoduje, że osiągamy stan nasycenia” – zaznaczył. I wyjaśnił, że stan nasycenia to stan, kiedy w danych warunkach nie możemy już w powietrzu „zmieścić” więcej pary wodnej. Każda nadwyżka się skrapla.
Dodał, że temperatura i ciśnienie na ziemi są na tyle wysokie, że do tej samej objętości powietrza można „upchnąć” znacznie więcej pary wodnej, nie powodując powstania chmury.
„Podobnie jest, gdy nasz ciepły oddech w zimie miesza się z zimnym powietrzem na dworze i widzimy kłęby kropelek wody. A latem tego zjawiska nie zobaczymy” – porównał.
Prof. Malinowski dodał, że choć startujący czy lądujący samolot zwykle nie zostawia białej smugi za silnikiem, to czasami przy starcie czy lądowaniu uważny obserwator zauważy pojawienie się białego paska nad skrzydłem samolotu. Wyjaśnił, że wynika to z tego, że nad skrzydłem jest niższe ciśnienie. W końcu to właśnie dzięki różnicy ciśnień nad skrzydłem i pod skrzydłem powstaje siła nośna, która unosi samolot. A przy niższym ciśnieniu, kiedy powietrze jest wilgotne, dochodzi do kondensacji pary wodnej z powietrza i widać smugę.
A wszystkim zwolennikom teorii spiskowych, którym wydaje się, że za samolotem widać nie wodę tylko tzw. chemitrails, które rzekomo miałyby świadczyć o rozsypywaniu tajemniczych substancji, prof. Malinowski odpowiada: „To jest totalna bzdura. Zjawisko smugi za samolotem jest dobrze znane i dobrze opisane przez fizykę chmur. Nie ma powodu, by do wyjaśnienia, co się dzieje za samolotem mieszać istnienie tajemniczych sił”. Wszystkich nieprzekonanych Prof. Szymon Malinowski zaprasza do dyskusji na stronie Nauki o Klimacie. „Tam ciągle jeszcze pojawiają się osoby, które nas, fizyków chmur starają się przekonać, że nie rozumiemy fizyki chmur” – kończy.
Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl, Ludwika Tomala
Fot.: pixabay.com
