Contrails: Τι είναι οι λευκές γραμμές που αφήνουν τα αεροπλάνα;

Τις έχουμε παρατηρήσει αμέτρητες φορές κοιτάζοντας τον ουρανό: ένα αεροπλάνο περνά σε μεγάλο ύψος και πίσω του σχηματίζεται μία ή περισσότερες λεπτές λευκές γραμμές. Άλλοτε εξαφανίζονται μέσα σε λίγα λεπτά και άλλοτε παραμένουν για ώρες, απλώνονται και τελικά μοιάζουν με λεπτά νέφη.

Οι γραμμές αυτές ονομάζονται contrails, από τις αγγλικές λέξεις condensation trails, δηλαδή «ίχνη συμπύκνωσης». Πρόκειται για νέφη που δημιουργούνται υπό συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας στην ανώτερη τροπόσφαιρα, στα ύψη όπου πραγματοποιείται μεγάλο μέρος των εμπορικών πτήσεων.

Η δημιουργία τους είναι ένα καλά κατανοητό ατμοσφαιρικό φαινόμενο, αλλά παρουσιάζει ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον, καθώς τα επίμονα contrails μπορούν να επηρεάσουν τη νέφωση και, σε κάποιο βαθμό, το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης.

Πώς δημιουργούνται τα contrails;

Οι κινητήρες των αεροσκαφών καίνε καύσιμο και κατά την καύση παράγονται, μεταξύ άλλων, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμοί και πολύ μικρά σωματίδια.

Σε ύψος περίπου 8 έως 12 χιλιομέτρων, όπου συνήθως πετούν τα επιβατικά αεροσκάφη, η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας μπορεί να βρίσκεται αρκετές δεκάδες βαθμούς κάτω από το μηδέν.

Όταν τα θερμά και υγρά καυσαέρια του κινητήρα αναμειχθούν με τον εξαιρετικά ψυχρό αέρα του περιβάλλοντος, οι υδρατμοί μπορούν να συμπυκνωθούν πάνω σε μικροσκοπικά σωματίδια. Τα σταγονίδια που δημιουργούνται παγώνουν πολύ γρήγορα και σχηματίζουν τεράστιους αριθμούς μικρών κρυστάλλων πάγου.

Αυτοί οι κρύσταλλοι είναι που βλέπουμε από το έδαφος ως τη χαρακτηριστική λευκή γραμμή πίσω από το αεροσκάφος.

Με άλλα λόγια, τα contrails είναι στην ουσία τεχνητά νέφη πάγου.

Γιατί δεν αφήνουν όλα τα αεροπλάνα λευκές γραμμές;

Η εμφάνιση ενός contrail δεν εξαρτάται μόνο από το αεροπλάνο. Καθοριστικό ρόλο παίζουν οι συνθήκες που επικρατούν στην ατμόσφαιρα στο ύψος της πτήσης.

Για να δημιουργηθεί ένα έντονο ίχνος συμπύκνωσης απαιτείται αρκετά χαμηλή θερμοκρασία και κατάλληλη υγρασία. Εάν ο αέρας είναι πολύ ξηρός ή θερμότερος, οι κρύσταλλοι πάγου εξαχνώνονται γρήγορα και η λευκή γραμμή εξαφανίζεται.

Γι’ αυτό μπορεί να βλέπουμε ένα αεροσκάφος να αφήνει έντονο contrail και ένα άλλο, σε διαφορετικό ύψος, να μη δημιουργεί σχεδόν τίποτα.

Ακόμη και το ίδιο αεροσκάφος μπορεί να δημιουργεί ένα ίχνος που εμφανίζεται και εξαφανίζεται κατά μήκος της διαδρομής του, καθώς περνά μέσα από διαφορετικά στρώματα υγρασίας.

Γιατί μερικές γραμμές εξαφανίζονται και άλλες παραμένουν για ώρες;

Εδώ βρίσκεται ένα από τα πιο ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά των contrails.

Όταν η ανώτερη ατμόσφαιρα είναι σχετικά ξηρή, οι κρύσταλλοι πάγου εξαχνώνονται και το contrail μπορεί να εξαφανιστεί μέσα σε δευτερόλεπτα ή λίγα λεπτά.

Εάν όμως το αεροσκάφος πετά μέσα σε ένα πολύ ψυχρό στρώμα αέρα με υψηλή υγρασία ως προς τον πάγο, οι κρύσταλλοι μπορούν να διατηρηθούν και να μεγαλώσουν χρησιμοποιώντας τους υδρατμούς που υπάρχουν ήδη στην ατμόσφαιρα.

Τότε το contrail μπορεί να παραμείνει για πολλές ώρες και, υπό κατάλληλες συνθήκες, ακόμη περισσότερο. Οι άνεμοι στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας το παραμορφώνουν και το εξαπλώνουν, μέχρι που η αρχική λεπτή γραμμή μπορεί να μετατραπεί σε ένα εκτεταμένο νέφος που μοιάζει με φυσικό Cirrus.

Γιατί μερικές φορές σχηματίζουν τεράστια πλέγματα στον ουρανό;

Οι παράλληλες και διασταυρούμενες λευκές γραμμές που παρατηρούμε ορισμένες ημέρες έχουν επίσης απλή εξήγηση.

Τα εμπορικά αεροσκάφη ακολουθούν συγκεκριμένους αεροδιαδρόμους. Σε περιοχές με έντονη εναέρια κυκλοφορία, πολλές πτήσεις μπορεί να διασχίζουν την ίδια περιοχή από διαφορετικές κατευθύνσεις και σε διαφορετικά ύψη.

Εάν ταυτόχρονα η ατμόσφαιρα ευνοεί τη δημιουργία επίμονων contrails, οι γραμμές των διαδοχικών αεροσκαφών παραμένουν ορατές και διασταυρώνονται, δημιουργώντας την εικόνα ενός τεράστιου πλέγματος.

Οι άνεμοι στη συνέχεια μπορούν να μετακινήσουν και να απλώσουν αυτές τις γραμμές σε πολύ μεγαλύτερη περιοχή.

Πότε παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά;

Τα ίχνη συμπύκνωσης δεν αποτελούν σύγχρονο φαινόμενο. Παρατηρήσεις υπάρχουν ήδη από τις πρώτες δεκαετίες της αεροπορίας.

Μία από τις πρώτες γνωστές επιστημονικές περιγραφές συνδέεται με τον Αυστριακό φυσικό Robert Ettenreich, ο οποίος παρατήρησε το 1915 ένα αεροσκάφος πάνω από το Νότιο Τιρόλο να αφήνει πίσω του ένα επίμηκες νέφος.

Με την ανάπτυξη της στρατιωτικής αεροπορίας και ιδιαίτερα κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, τα contrails έγιναν πολύ συχνότερο θέαμα, καθώς μεγάλοι σχηματισμοί αεροσκαφών πετούσαν σε μεγάλα ύψη.

Είναι τα contrails «αεροψεκασμοί»;

Όχι. Τα συνηθισμένα contrails των αεροσκαφών δεν αποτελούν αποδείξεις μυστικών «αεροψεκασμών».

Η δημιουργία και η συμπεριφορά τους μπορούν να εξηγηθούν από γνωστούς νόμους της φυσικής και της μετεωρολογίας και εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία και την υγρασία στο ύψος της πτήσης.

Αυτό δεν πρέπει να συγχέεται με πραγματικές και τεκμηριωμένες πρακτικές κατά τις οποίες αεροσκάφη απελευθερώνουν συγκεκριμένες ουσίες, όπως η αεροπυρόσβεση ή ορισμένες εφαρμογές τροποποίησης καιρού. Πρόκειται για εντελώς διαφορετικές δραστηριότητες από τα contrails των εμπορικών αεροσκαφών.

Επηρεάζουν το κλίμα;

Εδώ το θέμα γίνεται επιστημονικά πολύ πιο ενδιαφέρον.

Τα επίμονα contrails μπορούν να εξαπλωθούν και να δημιουργήσουν νέφη τύπου Cirrus. Τα νέφη αυτά αλληλεπιδρούν με την ακτινοβολία με δύο αντίθετους τρόπους: αντανακλούν μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας πίσω στο διάστημα, αλλά ταυτόχρονα περιορίζουν μέρος της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει η επιφάνεια της Γης προς το διάστημα.

Η σημερινή επιστημονική εικόνα δείχνει ότι το συνολικό αποτέλεσμα των επίμονων contrails και των νεφών που δημιουργούνται από αυτά είναι κατά μέσο όρο θερμαντικό, αν και το ακριβές μέγεθος της επίδρασής τους εξακολουθεί να αποτελεί αντικείμενο έρευνας.

Γι’ αυτό τα contrails αποτελούν πλέον σημαντικό πεδίο της έρευνας γύρω από το κλιματικό αποτύπωμα των αερομεταφορών.

Μπορούν στο μέλλον να περιοριστούν;

Ένας ιδιαίτερα ενδιαφέρων τομέας έρευνας αφορά το κατά πόσο ορισμένα επίμονα contrails μπορούν να αποφεύγονται.

Επειδή δημιουργούνται μόνο όταν τα αεροσκάφη περνούν μέσα από συγκεκριμένες ψυχρές και πολύ υγρές περιοχές της ανώτερης ατμόσφαιρας, εξετάζεται κατά πόσο μικρές αλλαγές στο ύψος ή στη διαδρομή συγκεκριμένων πτήσεων θα μπορούσαν να περιορίσουν τον σχηματισμό τους χωρίς μεγάλες επιπτώσεις στην κατανάλωση καυσίμου.

Παράλληλα, μελετώνται νέοι κινητήρες και διαφορετικά αεροπορικά καύσιμα, καθώς η τεχνολογία του κινητήρα και η σύσταση του καυσίμου μπορούν επίσης να επηρεάσουν τα χαρακτηριστικά των contrails.

Ένα μικρό σύννεφο με μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον

Την επόμενη φορά λοιπόν που θα δείτε μια λευκή γραμμή να διασχίζει τον ουρανό, στην πραγματικότητα θα παρατηρείτε ένα μικρό εργαστήριο ατμοσφαιρικής φυσικής σε ύψος αρκετών χιλιομέτρων.

Μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα, υδρατμοί, μικροσκοπικά σωματίδια, εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και η υγρασία της ανώτερης τροπόσφαιρας συνεργάζονται για να δημιουργήσουν εκατομμύρια κρυστάλλους πάγου.

Κάποιες φορές θα εξαφανιστούν σχεδόν αμέσως. Άλλες φορές θα παραμείνουν, θα απλωθούν και θα εξελιχθούν σε νέφη που μπορεί να καλύψουν μεγάλο μέρος του ουρανού.

Και ακριβώς αυτή η διαφορά είναι που κάνει τα contrails πολύ περισσότερο από μια απλή λευκή γραμμή πίσω από ένα αεροπλάνο.