Каждый из нас, поднимая взгляд в небесное пространство, хотя бы раз видел линии, сохранившиеся после полета авиалайнера. Это зрелище завораживает своей простотой и красотой, но что же стоит за данным явлением с научной точки зрения? В этой статье мы рассмотрим, как называется шлейф от самолета в небе, почему воздушные суда оставляют белые следы в виде полос и что влияет на треки.
Описание
Инверсионные линии образуются за лайнером на больших высотах. Этот феномен происходит из-за конденсации водяного пара, содержащегося в выхлопных газах реактивных двигателей. Когда горячий и влажный воздух из двигательных установок смешивается с холодной и сухой средой атмосферы на высоте около 8-12 километров, то он конденсируется в крошечные капли воды или даже замерзает в кристаллы льда. Эти микроскопические частицы и формируют видимые треки.
При низкой температуре и высокой влажности вероятность их образования увеличивается. Иногда они могут сохраняться продолжительное время и даже расширяться под действием ветра.
Понаблюдать вблизи за этим явлением и устроить романтическую прогулку на воздушном судне для своей второй половинки вы можете с помощью подарочной карты от «Полетомания».
Кто первый начал исследовать конденсационные следы
Интерес к контрейлам появился практически сразу с развитием авиации. Однако целенаправленно изучать их стал британский ученый Льюис Фрай Ричардсон в 1920-х годах. В последующие десятилетия заинтересованность в этом вопросе значительно выросла. Особенно в период Второй мировой войны, когда военные инженеры пытались минимизировать видимость шлейфа для затруднения обнаружения самолетов противником.
Факторы возникновения
Линии, остающиеся на небе после пролета лайнера, представляют собой довольно интересное атмосферное явление, изучением которого занимаются как метеорологи, так и авиаторы. Как правило, они возникают при температурах ниже -40 °C, что характерно для тропопаузы – слоя атмосферы между тропосферой и стратосферой. Рассмотрим основные причины их появления.
Влажность воздуха
Чем выше этот показатель, тем более отчетливым будет след. Поскольку у водяного пара от двигателей больше шансов объединиться с уже присутствующими в атмосфере молекулами воды и образовать видимые капли. Поэтому линии дольше сохраняются и могут расширяться, превращаясь в перистые облака.
Температура окружающей среды
На значительных высотах воздух существенно ниже 0 °C. В таких условиях выбрасываемый водяной пар быстро охлаждается и конденсируется в ледяные кристаллы. А именно они отражают солнечный свет и создают видимость линий. Если температура низкая, то даже небольшие количества молекул воды смогут привести к формированию отчетливых контрейлов.
Центры конденсации
Это микроскопические частицы в атмосфере (например, пыль или сажа), которые выбрасываются двигателями авиалайнеров в полете. Они служат основой для образования капель или льда.
Чрезмерное число водяных молекул
Избыток пара от воздушных судов, летящих на полном ходу, увеличивает концентрацию соединений воды в воздухе. Уровень гидромолекул в атмосфере становится выше той точки насыщения, при которой они могут остаться газообразными при данной температуре и давлении.
Существуют и другие явления, влияющие на образование или изменение характера трека:
- ветер – сильные порывы размывают контрейлы, делая их менее заметными или изменяя форму;
- солнечное освещение – положение солнца относительно места наблюдения способно оказывать влияние на восприятие контраста и яркости следов;
- атмосферное давление – меняет точку росы, т. е. температуру, при которой пар начинает конденсироваться.
Таким образом, образование полос в небе после пролета лайнера является результатом сочетания множества причин – от физико-химических свойств атмосферы до характеристик работы авиационных двигателей.
Полетать на самолете и полюбоваться красотой природы с непривычного ракурса вы сможете с помощью сертификата от компании «Полетомания».
Другие явления
Конденсационные линии – это далеко не единственный шлейф, который может оставаться в небесной высоте. Давайте рассмотрим другие виды.
Аэродинамические
Образуются за счет изменения давления воздуха вокруг воздушного судна. Ведь когда лайнер летит с высокой скоростью и под определенным углом атаки, то атмосфера вокруг крыльев расширяется и охлаждается.
Линии от выбросов
Могут иметь различный цвет – от серого до черного. Возникают из-за выбрасывания частиц топлива и масла из двигателей авиалайнеров.
Инверсные облака
Формируются при полете воздушного судна через уже существующие влажные слои атмосферы. Проходя через них, лайнер может вызвать дополнительную конденсацию влаги или испарение уже имеющейся воды, создавая новый тип облачного образования.
Химтрейлы
Хотя эта теория является предметом множества споров и научных опровержений, некоторые люди считают такие линии результатом намеренных распылений химических веществ для различных целей.
Обратные
Обычно образуются на высоте выше 8 тысяч метров. Когда авиалайнер проходит через слой облаков или влажного воздуха, то может вытягивать влагу из окружающей среды. Поэтому появляется полупрозрачный шлейф, который быстро исчезает. Он бывает сплошным или прерывистым (при изменении плотности воздушных масс или температуры на разных участках пути).
Спутные (спутниковые)
При полете самолет создает вихри и турбулентность, которые способны формировать видимые следы в небе. Они могут проявляться в виде облаков разных размеров или полос, образующихся из-за конденсации водяного пара в воздухе. Такие треки больше связаны с аэродинамическими эффектами и взаимодействием авиалайнера с атмосферой.
Почему не все лайнеры оставляют линии
На первый взгляд может показаться странным, что некоторые летательные аппараты пролетают практически незаметно. Образование или отсутствие контрейлов зависит от нескольких факторов:
- Если лайнер летит ниже 8 тысяч метров, то вероятность возникновения линий уменьшается.
- Если воздух слишком сухой или температура выше обычного уровня для этой высоты, то водяной пар от двигателей не замерзает и быстро испаряется.
- Современные летательные аппараты оборудованы мощными двигательными установками, которые выбрасывают паровые смеси и углекислый газ в атмосферу. Их конструктивные особенности влияют на количество выбросов, а значит, на появление контрейлов.
Какие самолеты могут оставить в небе белый след в виде полосы
Хотя инверсионные линии наиболее часто ассоциируются с коммерческими авиалайнерами, другие летательные средства также способны их создавать при определенных условиях:
- Высотные перехватчики и бомбардировщики – после их пролета нередко заметны плотные облачные образования благодаря значительной высоте и скорости.
- Частные и спортивные лайнеры – обычно летают ниже уровня, который нужен для контрейлов, поэтому редко их образуют.
- Современные дроны – способны подниматься на существенную высоту, но их небольшие двигатели производят мало водяного пара для формирования заметных атмосферных явлений.
Прогноз погоды по белым полосам от авиалайнеров
Если следы быстро исчезают, то это указывает на сухой воздух. Напротив, долгоживущие линии могут свидетельствовать о большой влажности на высоте полета самолета. Это связано с тем, что влага способствует длительному сохранению облаков на небе. Таким образом, наблюдая за поведением контрейлов, можно делать определенные выводы о текущей погоде и даже прогнозировать ее изменения.
Опасны ли инверсионные линии для окружающей среды
Этот вопрос часто вызывает дискуссии: сами по себе они состоят из водяного льда и не представляют прямой угрозы природе, однако существуют более сложные аспекты.
Во-первых, образовавшиеся облака способны влиять на климатическую систему Земли. Они могут усиливать парниковый эффект за счет отражения солнечного излучения обратно в космос днем и удержания тепла ночью. Это явление особенно заметно в районах с интенсивным авиасообщением.
Во-вторых, следует учитывать выбросы углекислого газа и других загрязняющих веществ самими авиалайнерами. Ведь это напрямую способствуют изменению климата.
Подведем итоги
Мы рассказали, почему после самолета на небе остаются белые следы в виде полос, а также что влияет на это явление, зачем его изучают. Треки являются не только результатом работы авиадвигателей, но и свидетельством сложных процессов в атмосфере Земли. Таким образом, каждый раз смотря в небесное пространство и видя эти линии, мы наблюдаем маленькое чудо науки и техники. Понимание причин возникновения шлейфа позволяет лучше осознать влияние авиации на нашу планету.
Вопрос-ответ
Как контрейлы могут влиять на видимость для других летательных аппаратов?
Плотные треки способны создавать облачную завесу, которая затрудняет визуальные ориентиры для пилотов. Кроме того, бывают случаи, когда значительные скопления ледяных частиц мешают распространению радиосигналов.
Как ученые изучают полосы от лайнеров?
Исследования ведутся с применением различных методов:
- Спутники фиксируют распределение и изменение состояния конденсационных треков в атмосфере.
- Летательные аппараты с научными приборами анализируют физические и химические свойства воздуха вокруг свежих линий.
- Компьютерные модели помогают ученым понять воздействие следов на климатическую систему Земли.
Почему некоторые контрейлы исчезают быстро, а другие остаются на продолжительное время?
В более холодной и влажной атмосфере, которая наблюдается на больших высотах, треки держатся дольше, поскольку кристаллы льда могут сохраняться при низких температурах. Наоборот, если воздух суше и теплее, то линии испаряются. Кроме того, при сильном ветре инверсионные полосы быстрее рассеиваются или растягиваются.