Urmă de condensare

O contrailă este o urmă  vizibilă în aer, constând din umiditate condensată (picături sau cristale de gheață), care apare în atmosfera din spatele aeronavelor în mișcare . Fenomenul se observă cel mai des în straturile superioare ale troposferei , mult mai rar în tropopauză și stratosferă [1] . La temperaturi scăzute ale aerului și umiditate ridicată, poate fi observată și la altitudini joase.

Contraile aparțin unui grup separat de nori - nori tehnogeni sau artificiali - Ci trac. ( Cirrus tractus , cirrus  - pinnat, tractus  - amprenta la sol).

Urma și-a primit numele de la procesul de condensare a umidității , care duce la apariția sa. Condensarea are loc numai în astfel de condiții când cantitatea de vapori de apă depășește cantitatea necesară pentru saturație. Aceste condiții sunt determinate de punctul de rouă  , temperatura la care vaporii de apă din aer ajung la saturație la o anumită umiditate și presiune constantă. Gradul de saturație se caracterizează prin umiditate relativă - procentul din cantitatea de vapori de apă conținută în aer până la cantitatea necesară pentru saturație (la aceeași temperatură). Pe lângă aceste condiții, este necesară și prezența centrelor de condensare. La temperaturi de până la -30 ... -40 ° C , vaporii de apă în timpul condensului trec în faza lichidă , la temperaturi sub -30 ... -40 ° C, vaporii de apă se transformă imediat în cristale de gheață , ocolind faza lichidă. Procesul de evaporare joacă, de asemenea, un rol important în formarea urmei , ducând la dispariția acesteia.

Există două motive principale pentru condițiile de condens și apariția unei trezi.

Prima este o creștere a umidității aerului atunci când vaporii de apă conținuti în gazele de eșapament ale unui motor de avion ca urmare a arderii combustibilului sunt adăugați la vaporii de apă atmosferici . Acest lucru crește punctul de rouă în volumul limitat de aer (în spatele motoarelor). Dacă punctul de rouă devine mai mare decât temperatura ambiantă, atunci, pe măsură ce gazele de evacuare se răcesc, excesul de vapori de apă se condensează. Cantitatea de vapori de apă emisă de motor depinde de puterea acestuia și de modul de funcționare, adică de consumul de combustibil. Formarea unei piste de condens este facilitată și de centrele de condensare sub formă de particule de combustibil (funingine) nearse sau incomplet ars.

Al doilea motiv pentru apariția unei urme vizibile este o scădere a temperaturii aerului ca urmare a scăderii presiunii acestuia deasupra aripii și în interiorul vârtejurilor care apar atunci când curge în jurul diferitelor părți ale aeronavei. Acestea sunt așa-numitele mănunchiuri vortex. Cele mai intense vortexuri se formează la unghiuri mari de atac la vârfurile aripilor și cu clapete extinse, precum și la vârfurile palelor elicei. Dacă temperatura scade sub punctul de rouă, excesul de vapori de apă atmosferici se condensează în zona de deasupra aripii și în interiorul vârtejurilor. Gradul de reducere a presiunii și a temperaturii depinde de parametri precum masa aeronavei, coeficientul de portanță, mărimea rezistenței inductive și mulți alții. alti factori.

Uneori există urme formate ca urmare a unei combinații a acestor două cauze.

Odată cu condensarea, are loc și procesul invers - evaporarea: particulele de vapori de apă condensați se evaporă, iar urma dispare în timp. Viteza de evaporare este afectată de umiditatea aerului din jurul urmei și de starea de agregare a particulelor de urme. Cu cât aerul este mai uscat, cu atât se produce evaporarea mai rapidă. Dimpotrivă, evaporarea nu are loc atunci când vaporii de apă sunt în stare de saturație. Vaporii de apă condensați la o temperatură a aerului de -30 ... -40 ° C parțial și la o temperatură sub -40 ° C se transformă complet în cristale, evaporarea cristalelor de gheață are loc mult mai lent decât picăturile de apă.

Astfel, posibilitatea apariției și durata de viață a unei dâre de condensare, precum și tipul acesteia, depind de umiditatea și temperatura aerului atmosferic (ceteris paribus). La umiditate scăzută și temperatură relativ ridicată, este posibil să nu existe nicio urmă, deoarece în astfel de condiții vaporii de apă nu ajung într-o stare de suprasaturare. Cu cât umiditatea este mai mare și temperatura mai scăzută, cu atât vaporii de apă se condensează mai mult, cu atât evaporarea are loc mai lentă, prin urmare traseul este mai bogat și mai lung. Când umiditatea relativă este aproape de 100% și temperatura este suficient de scăzută, cea mai mare cantitate de vapori de apă se condensează. În același timp, umiditatea ridicată previne evaporarea particulelor de urme, ceea ce duce la formarea de piste care pot exista o perioadă lungă de timp, transformându-se adesea în nori cirrus sau cirrocumulus. Deoarece vaporii de apă din atmosferă nu sunt distribuiti uniform, acesta este motivul pentru aceeași amprentă „neuniformă”.

În timpul zborului rachetelor, dacă motoarele acestora produc o cantitate suficientă de vapori de apă (toate LRE -urile și în special motoarele cu hidrogen-oxigen care produc doar vapori de apă), pot apărea și în atmosfera superioară, unde vaporii de apă naturali nu mai sunt suficienți. . Motoarele cu rachete solide nu produc practic vapori de apă, dar emit o cantitate semnificativă de particule, care formează și o dâră vizibilă de fum, dar nu este condens în natură.

Contraile se formează nu numai la altitudini mari de zbor (de unde și una dintre denumirile eronate - „traseu de mare altitudine”). Pe aerodromul de gheață al stației antarctice „ Amundsen-Scott ” (altitudine de 2830 m deasupra nivelului mării), în anumite condiții (temperatura aerului minus 50 de grade și mai jos), această potecă se formează deja la decolare sau aterizare.

Contrailele sunt încă un factor de demascare pentru activitățile aviației militare, astfel încât probabilitatea apariției lor este calculată de meteorologii aviației folosind metode adecvate, iar recomandările sunt emise echipajelor. Modificarea altitudinii de zbor în anumite limite vă permite să evitați sau să eliminați complet efectul nedorit al acestui factor.

Există, de asemenea, un antipod (opus) contrailului - un traseu „invers”, „negativ” (nume foarte rare), format prin dispersia elementelor de nor (cristale de gheață) în interiorul traseului în anumite condiții. Amintește de „inversarea culorilor” din editorii grafici ale programelor de calculator, când cerul albastru este un nor, iar traseul în sine este spațiu albastru pur. Se observă clar de la sol cu ​​nori stratus sau cumulus de grosime verticală nesemnificativă și absența altor straturi de nori care maschează fondul albastru al atmosferei superioare și este perfect vizibil de către echipajele aeronavelor care zboară în grup, și mai ales bine din cabina de pilotaj pupa (bombardier, aeronave de transport etc.).

O contrailă nu trebuie confundată cu o trezire . O trezire este o regiune de aer perturbată care se formează întotdeauna în spatele unui avion în mișcare. Cu toate acestea, traseul de condensare, interacționând cu trezirea, dezvăluie în relief structura vortexului aerului perturbat, formând efecte vizuale interesante.

Este interesant că în timpul funcționării unui motor turboreactor la sol, în anumite condiții, poate apărea un mănunchi de aer vortex clar vizibil atras în admisia de aer.

Vezi și

• nor Wilson
• Chemtrails

Note

1. ↑ Pâra de condensare // Dicționar de termeni militari. - M .: Editura militară Comp. A. M. Plehov, S. G. Shapkin. 1988 _ Data accesului: 14 noiembrie 2016. Arhivat din original pe 15 noiembrie 2016. (nedefinit)

Link -uri

• Wikimedia Commons are medii legate de Contrail
• De ce avioanele lasă o urmă albă pe cer?