Dungile frumoase pufoase care te fac să ai grijă de un avion în trecere pentru o lungă perioadă de timp nu numai că atrag privirile la sol, dar afectează semnificativ și clima. Prin urmare, oamenii de știință din Europa, unde autoritățile sunt serios preocupate de reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, oferă soluții din ce în ce mai exotice, inclusiv aviația, una dintre principalele surse de poluare atmosferică provocate de om.

Urma de scurgere (condens) a unei aeronave nu este altceva decât particule de gheață care se condensează din vaporii de apă în timpul mișcării unei aeronave care zboară, de regulă, la nivel de zbor, la altitudini de aproximativ 10 km. Traseul nu este întotdeauna format: pentru formarea sa, aeronava

trebuie să zboare într-o zonă cu temperatură foarte scăzută și umiditate ridicată aproape de saturație.

De regulă, gazele de eșapament ale motoarelor cu reacție sunt cauza directă a urmei. Acestea includ vapori de apă, dioxid de carbon, oxizi de azot, hidrocarburi, funingine și compuși ai sulfului. Dintre aceștia, doar vaporii de apă și sulful sunt responsabili de apariția contrailului. Sulful servește la formarea punctelor de condensare, în timp ce contrailul în sine poate fi format atât din vapori de apă, care face parte din gazele de evacuare, cât și din abur, care face parte din atmosfera suprasaturată.

Oamenii de știință se gândesc de mult timp la impactul norilor artificiali asupra climei. Astăzi se știe că norii inversați pot contribui atât la răcire reflectând lumina soarelui înapoi în spațiu, cât și la încălzirea globală, menținând radiația infraroșie a Pământului în atmosferă și împiedicând-o să părăsească planeta.

Cu toate acestea, în urmă cu trei ani, oamenii de știință au demonstrat că al doilea efect, efectul de seră, este mult mai puternic.

În funcție de condițiile atmosferice și de viteza vântului, o scurgere poate rămâne pe cer până la 24 de ore și poate avea o lungime de până la 150 km. Oamenii de știință de la Universitatea din Reading (Marea Britanie) au decis să descopere cum să facă avioanele să zboare fără urmă, menținând în același timp profitabilitatea transportului.

„Se poate părea că avionul trebuie să facă un ocol considerabil pentru a evita contracul. Dar, din cauza curburii Pământului, trebuie doar să măriți puțin distanța pentru a evita traseele foarte lungi”, spune Emma Irwin, autoarea unui studiu publicat în jurnal. Scrisori de cercetare de mediu .

Calculele lor au arătat că, pentru aeronavele mici pe distanțe scurte, o abatere de la zonele saturate cu umiditate, chiar de 10 ori lungimea pistei în sine, poate reduce impactul negativ asupra climei.

„Pentru aeronavele mari care emit mai mult dioxid de carbon pe kilometru, o abatere de trei ori mai mare are sens (decât următoarea - Gazeta.Ru)”, spune Irwin. În studiul lor, oamenii de știință au evaluat impactul asupra climei al avioanelor care zboară la aceeași altitudine.

De exemplu, un avion care zboară de la Londra la New York, pentru a evita formarea unui traseu lung, este suficient să deviați cu două grade,

care îi va adăuga 22 km, sau 0,4% din distanța totală.

Oamenii de știință sunt în prezent implicați într-un proiect care își propune să evalueze posibilitatea reproiectării rutelor transatlantice existente pentru a ține cont de impactul aviației asupra climei. A implementa propunerile climatologilor înseamnă în viitor a face față problemelor din domeniul economiei și siguranței transportului aerian, recunosc experții. „Controlorii trebuie să evalueze dacă aceste rerute de la un zbor la celălalt sunt fezabile și sigure, iar prognozatorii trebuie să înțeleagă dacă pot prezice în mod fiabil unde și când s-ar putea forma norii de contrail”, a spus Irwin.

De ce club. De ce lasă avionul o urmă?

Adesea, ridicând capetele spre cer, vedem o dungă albă pe ea dintr-un avion care zboară. Urma pe care o lasă în urmă se numește condensare. Apropo, o numim adesea contrail, dar pe Wikipedia vizavi de „contrail” există o notă „nume învechit”. Prin urmare, voi folosi termenul de „condensare”. În plus, acest nume este „vorbește” - chiar în acest nume se află răspunsul la întrebarea ce este. (Invitați copilul să numească mai multe exemple de nume „vorbitoare”, de exemplu, un avion, un samovar, un triunghi. Dacă copilul este familiarizat cu rădăcinile latine, atunci vă puteți aminti atât un telescop, cât și un microfon etc.).

O trezire a unui avion se numește „trezi de condensare” deoarece rezultă din condensare. Întreabă copilul dacă știe ce este „condensul”? Este puțin probabil ca mulți copii preșcolari să poată răspunde la această întrebare. Atunci să întrebăm într-un mod diferit: a văzut copilul vreodată cum geamurile unei mașini se aburin iarna? Îi place să deseneze chipuri amuzante pe geamul aburit cu degetul? Copilul tău a văzut vreodată oglinda din baie picurând după ce cineva a făcut un duș fierbinte? Acest fenomen este condensarea.

Acesta este numele dat trecerii unui vapor la starea lichidă. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de trei componente: aer umed, nuclee de condensare (orice particule de praf din aer) și o diferență de temperatură. De exemplu, ce se întâmplă în baia noastră: există aer umed, există particule de praf în aer, există o scădere a temperaturii când aerul cald intră în contact cu sticla rece a oglinzii! Deci va fi condens.

Să facem o condensare chiar acum. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să turnați apă într-o sticlă și să o puneți la congelator timp de 15-20 de minute. Când apa s-a răcit, trebuie să o obțineți și să o țineți la temperatura camerei. Pe suprafața sticlei se formează imediat picături mici - condens. Dacă păstrați sticla caldă mai mult timp, atunci picăturile vor începe să crească și să curgă pe pereți. Aceștia sunt vapori de apă care se află în aerul camerei, când intră în contact cu o sticlă rece, cad pe ea în picături.

Unde altundeva putem vedea condensul? Așa este - este rouă obișnuită! Își amintește copilul cum a văzut picături mici pe iarbă dimineața devreme? Acum poate explica de unde au venit. Era aer umed? Au existat nuclee de condensare? A existat o diferență de temperatură între aerul rece din noapte și suprafața caldă a pământului? Aici, vaporii de apă din aer s-au transformat în picături de apă - și s-a dovedit roua. Chiar și un astfel de termen „punct de rouă”. Indică doar temperatura sub care vaporii de apă se transformă în picături.

Rouă. Fotografie de pe Wikipedia

Acum înapoi la avion. Pe măsură ce o aeronavă zboară, jeturile de abur fierbinte și gaze din combustibilul uzat scapă din motoarele sale. Intrând în aer rece (și la altitudinea la care zboară de obicei avioanele, temperatura este de aproximativ -40 de grade, mai multe despre asta în problema modului în care se formează norii), aburul se condensează în jurul particulelor de combustibil care arde și picăturilor mici, precum ceața , se obțin, care și formează o dâră pe cer. Putem spune că se dovedește un fel de nor lung creat de om. În timp, se va disipa sau va deveni parte a norilor cirus.

Puteți prezice vremea de pe urma unui avion. Dacă traseul este lung și durează mult, atunci aerul este umed și poate ploua, dacă este scurt și se risipește rapid, atunci va fi uscat și limpede. Eu și fiica mea Katya am decis să ținem un jurnal de observații și să verificăm cât de precisă ar putea fi o astfel de prognoză. Alăturați-vă experimentului nostru!

Apropo, contrailele aeronavelor pot afecta clima Pământului. Dacă privești Pământul dintr-un satelit, poți vedea că în acele zone în care avioanele zboară adesea, întregul cer este acoperit cu urmele lor. Unii oameni de știință cred că acest lucru este bun - urmele cresc proprietățile reflectorizante ale atmosferei, împiedicând astfel razele soarelui să ajungă la suprafața Pământului. Acest lucru poate reduce temperatura atmosferei pământului și poate preveni încălzirea globală. Alții cred că este rău - norii cirus care apar din urma de condensare împiedică răcirea atmosferei, făcând astfel să se încălzească. Cine are dreptate și cine greșește, timpul va spune.

Katya mea îi place să privească zborurile cu avionul în timp ce merge pe jos. Și mereu vrea să știe unde și de unde zboară. E bine că rețeaua are un serviciu care arată în timp real toate avioanele aflate în zbor în jurul lumii. Adresa sa este http://www.flightradar24.com. La urma urmei, este atât de interesant să te uiți pe fereastră, să vezi o dungă albă a unei urme de condens și să stabilești imediat ce a lăsat-o, de exemplu, Airbus A330-322, deținut de I-Fly, și care zboară de la Hurghada la Moscova.

Captură de ecran a programului de urmărire a aeronavei

Există chiar și un astfel de hobby la modă - observarea aviației (din engleză „spot” - „a vedea”, „a identifica”). Constă în faptul că oamenii observă zborurile aeronavelor (de obicei în apropierea aeroporturilor), le determină tipurile, țin registre, fotografiază decolările și aterizările.
Dacă orașul tău are un aeroport, sugerez, dacă nu spotting, atunci mergi într-un tur acolo. Plimbați-vă prin clădirea terminalului, aflați de unde cumpără bilete de avion, cum fac check-in și primesc bagaje, cum trec prin controlul vamal. Escortați și întâlniți mai multe avioane, priviți chipurile oamenilor care tocmai s-au întors din cer. Și chiar dacă tu însuți nu vei zbura încă nicăieri, te vei simți ca un mic călător.
Mergem uneori la aeroportul Simferopol dacă afară este vreme rea și plimbarea în aer curat este neplăcută. Și copiii sunt întotdeauna încântați de o astfel de distracție. Iar în orașul nostru se organizează periodic spectacole aeriene. Aici poți nu numai să privești, dar și să atingi avionul și chiar să stai în cabina lui.

Și la finalul numărului, vreau să vă ofer să încercați să creați avioane de hârtie folosind tehnica origami. Chiar dacă copilul tău știe deja să facă cunoscutul model al aeronavei Strela, atunci există multe alte modele. (Am postat odată 21 de scheme pentru avioane pe blog). Luați cu dvs. avioanele rezultate la o plimbare și organizați competiții. Care avion este cel mai frumos? Care zboară cel mai departe? Care dintre ele plănuiește în aer mai mult decât altele? Sunt sigur că nu numai băieților și fetelor le va plăcea să zboare cu avioane, ci chiar și mamelor și taților lor. Sper că și Dana va fi interesată de această lecție :)

În copilărie, ne plăcea adesea să vedem avioanele zburând, era deosebit de interesant să vedem un drum alb de pe linie pe cerul albastru. Apoi nu ne-am gândit la numele traseului din avionul pe cer, de ce lasă un drum în urmă. La școală, am studiat fenomene fizice care explicau pur și simplu acest „fenomen”, dar acum merită să le amintim, astfel încât să îi poți explica clar măcar copilului tău de ce avionul lasă o urmă pe cer.

Urma de avion pe cer

Este puțin probabil ca copiii mici să cunoască termenul de condensare, deși la o vârstă foarte fragedă le explicăm de ce plouă. Condensul poate fi explicat cu exemple, arătând o oglindă de baie sau țevi, puteți vedea, de asemenea, cum geamurile unei mașini se aburin iarna.

Acest lucru se întâmplă deoarece aburul fierbinte se transformă într-o stare lichidă și se depune sub formă de condens. În general, pentru a se forma, sunt necesare trei lucruri:

• aer umed;
• diferența de temperatură;
• insule de condens, de exemplu, particule de praf în aer, sunt peste tot.

În baie, după un duș fierbinte, aerul cald umed intră în contact cu o oglindă rece, aburul se transformă într-un lichid (apă) și se depune pe acesta, rezultând condens.

roua dimineții pe lalele

Să facem un experiment

Puteți face singur condensul și puteți vedea rapid cum se produce acest fenomen. Turnați apă în orice recipient, cum ar fi o sticlă de plastic, și puneți-o la congelator timp de 10-20 de minute. După aceea, scoateți-l și vedeți cum recipientul este acoperit cu picături de apă - acesta este condens. Vaporii de aer cald prezenți în încăpere intră în contact cu recipientul și trec într-un lichid care se scurge pe acesta.

În natură, vedem adesea picături de rouă pe iarbă. Acum îi putem explica copilului de unde a venit. Aerul se răcește noaptea, împreună cu el și vaporii de apă, care, în contact cu obiectele calde situate pe Pământ (de exemplu, cu iarba), trec în apă.

Cum se formează un traseu de avion?

Acum să vedem ce se întâmplă când avionul zboară la mare altitudine. Anterior, când au spus că avionul lasă o urmă albă, au numit-o condensare prin analogie cu un fenomen fizic. Temperatura aerului din atmosferă scade odată cu înălțimea, pentru fiecare kilometru de altitudine este cu 6 grade mai mică.

Unde zboară aeronavele, temperatura aerului poate fi sub -40 de grade Celsius. Din motorul unui avion de linie care funcționează, zboară jeturi fierbinți de gaze și abur, care se condensează în jurul particulelor de fum din combustibilul ars incomplet. Se formează ceva sub forma unui nor lung, care ulterior se „dizolvă”. Uneori se numește nu o condens, ci o scurgere de la o aeronavă. Dar Wikipedia notează că acesta este un nume învechit. Da, și este mai bine să folosiți un termen care este asociat cu un fenomen fizic și, prin urmare, devine „vorbitor”.

Cum afectează urmele avioanelor clima planetei

Aerul din atmosferă este uneori prea umed, dar umiditatea nu se poate condensa din cauza faptului că nu există nuclee de condensare, cum ar fi particulele de praf. Avionul, zburând sus, lasă în urmă astfel de nuclee de condensare, particule de ardere incompletă a combustibilului. Cu cât traseul din avion este mai luminos, cu atât umiditatea aerului și ploile ar trebui să fie mai ridicate. Dacă traseul este slab și dispare rapid, atunci vremea este probabil să fie senină.

Aeronava se scurge pe cer, așa cum este văzută de pe un satelit

Oamenii de știință cred că urmele de la avioane pot afecta clima planetei. Peste acele zone în care avioanele circulă adesea, întregul cer este acoperit cu urme albe. Deci, opiniile oamenilor de știință despre influența lor asupra climei diferă. Unii cred că norii care se formează împiedică răcirea atmosferei și astfel provoacă încălzirea climatului. Alții văd acest lucru ca pe un lucru bun, deoarece urmele de avion cresc reflectivitatea atmosferei, protejând întreaga viață de pe pământ de prea multă radiație ultravioletă.

Din ceață Norul care se formează atunci când o aeronavă sparge bariera sonoră este cauzat de o scădere bruscă a presiunii din cauza așa-numitei singularități Prandtl-Lauert. Cu umiditatea adecvată a aerului în zona de joasă presiune, se creează condiții pentru condensarea vaporilor de apă în picături mici, asemănătoare cu ceață.

Urme pe cer Evacuarea motorului cu reacție conține o cantitate mare de vapori de apă din arderea combustibililor cu hidrocarburi. La mare altitudine, în aerul rece, vaporii de apă se condensează pentru a forma o urmă albă inversă.

Pe 12 noiembrie 2001, Air Force 587, un zbor American Airlines din New York către Republica Dominicană, sa dezintegrat literalmente în aer aproape imediat după decolare pe Aeroportul Internațional JFK. Din moment ce acesta, al doilea cel mai mare accident aerian din istoria aviației americane, a avut loc la scurt timp după 11 septembrie, imediat au apărut speculații despre un atac terorist. Însă ancheta a arătat că motivul a fost mai prozaic: avionul a intrat într-o veghe - o zonă de turbulență creată de un alt avion (în acest caz era un Boeing 747 Japan Airlines care zbura pe același coridor aerian cu puțin timp înainte de bordul 587). Și deși această urmă era invizibilă, el a fost cel care a dus la pierderea controlului și, în cele din urmă, la tragedie.

Respirând norii

Cu toate acestea, uneori urmele devin vizibile. Urma albă a unui avion zburător iese bine în evidență într-o zi senină și însorită pe cerul albastru. Această pistă se numește contrail și constă din aceeași substanță ca și norii - cele mai mici picături de apă. Motivul apariției sale este foarte simplu: vaporii de apă încălziți formați în timpul arderii combustibilului sunt eliberați în atmosferă (a cărui temperatură, de exemplu, la o înălțime de 10 km atinge 50 ° C), se răcește rapid și se condensează, formând mici picături de apă. Adevărat, un astfel de traseu nu se formează întotdeauna - la diferite altitudini, atmosfera are temperaturi și umiditate diferite, iar probabilitatea formării unei contraile depinde de acești parametri. Pentru a înțelege mecanismul inversării, nu trebuie să mergeți deloc la aerodrom: aburul din gură expirat de o persoană și norii de abur din țevile de eșapament ale mașinilor aflate în îngheț sever sunt de aceeași natură (formarea lor depinde, de asemenea, asupra temperaturii și umidității aerului înconjurător).

Apropo, potrivit unor experți, contrail-ul poate demasca aeronavele militare. Acest lucru este cel mai important pentru bombardierele de mare altitudine și aeronavele de recunoaștere, datorită tehnologiei Stealth „invizibilă” radarului, precum și pentru luptătorii în luptă aeriană, când detectarea inamicului are loc în principal vizual. Adevărat, este aproape imposibil să lupți cu educația lui. În timpul zborului, datorită profilului special al aripii, viteza de curgere a aerului deasupra și dedesubtul aripii este diferită (mai mare de sus decât de jos). Conform principiului Bernoulli, în acest caz, presiunea pe suprafața superioară a aripii este mai mică decât pe cea inferioară (diferența lor formează doar forța de sustentație). Datorită diferenței de presiune, aerul curge peste vârful aripii, iar în spatele aeronavei se formează două pâlnii vortex, similare tornadelor orizontale. Astfel de vâltoare au un diametru de până la 15 m, viteza fluxurilor de aer în interiorul lor este de până la 50 m/s, trăiesc câteva minute și, până la stingere, pot fi cu adevărat periculoase pentru aeronavele care urmează același coridor. Atunci când vortexul și trezile contrail interacționează, aceasta din urmă începe să se estompeze, ceea ce duce uneori la „bucle” foarte bizare și chiar la împletirea a două trezi (de la două motoare).

Desprinde

Condensarea vaporilor de apă „exhalați” de motoare nu este singura cauză a contrailului, se poate forma chiar și în spatele unui planor care nu are motoare. La un spectacol aerian, puteți vedea adesea cum avioanele de luptă sunt literalmente învăluite în ceață în fața publicului în timpul spectacolelor demonstrative! Magie? Deloc. Motivul pentru aceasta este curenții de separare, zonele vortex de joasă presiune care se formează pe suprafața superioară a aripii în anumite moduri de zbor (de exemplu, la atingerea unghiurilor mari de atac). În interiorul acestor zone, din cauza scăderii rapide a presiunii, temperatura scade și apar condiții pentru condensarea vaporilor de apă în aer. Și deși totul arată ca o magie, de fapt, după cum puteți vedea, nu este nimic misterios într-o astfel de ceață.

O șină de la o aeronavă cu patru motoare. Vaporii de apă din arderea combustibilului se condensează

Urmă de condensare de la o aeronavă cu două motoare

Mănunchiuri de vortex de la vârfurile aripilor aeronavei F / A-18

Contraile de la o aeronavă pe vreme senină durează mult timp și se extinde pe jumătate din cer.

Imagini externe
Exemple de diverse piste
	Boeing 777-269ER, Kuwait Airways. Escotat de un avion de luptă F-18. Avioanele zboară în aceleași condiții, dar B-777 are mai multă putere a motorului, se emite mai mulți vapori de apă. Drept urmare, urma sa este mai saturată și începe să se formeze mai devreme decât cea a unui luptător.
	Boeing 777 turcesc. Airbus A330, Air Berlin. Interval de altitudine - 6000 de picioare (1829 de metri). Avioanele zboară în diferite condiții. Cel care zboară mai sus are urmă, celălalt nu.
	Fokker 100, IMC. Deși aeronava are două motoare, acestea sunt situate aproape unul de celălalt. Prin urmare, ambele urme se contopesc într-una singură.
	Airbus A319-132, Air China. O contrailă apare ca urmare a scăderii presiunii aerului și a temperaturii deasupra aripii.
	Boeing 747-243B(SF), Southern Air . Ambele motive sunt implicate în formarea unei astfel de urme - atât scăderea presiunii aerului deasupra aripii, cât și condensarea vaporilor de apă conținute în gazele de eșapament. Curcubeu - ca rezultat al reflectării și refracției luminii solare asupra particulelor de urme.
	Boeing 737-232, nordul canadianului. Legenda fotografiei spune: „Când afară este -39, nu este nevoie să te uiți departe în căutarea unei piste”.
	Mi-8TV, KomiAviaTrans. Pe un elicopter poate apărea o urmă de condens. Structura vortexului aerului perturbat este bine dezvăluită.
	Boeing 737-476, Qantas. Condensul de deasupra aripii, din cauza temperaturii relativ ridicate, se evapora imediat ce paraseste zona de joasa presiune. Vortexurile intense care scapă din vârfurile clapetelor există de mult timp. Condens vizibil în interiorul vârtejurilor.

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 traseu în anumite condiții. Amintește de „inversarea culorilor” în 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 nor care maschează fundalul albastru al atmosferei superioare. Putem vedea perfect de către echipajele aeronavelor care zboară în grup, și mai ales bine din cabina de pilotaj (bombardier, aeronave de transport etc.)

O contrailă nu trebuie confundată cu o trezire (vezi articolul separat). traseu este o zonă perturbată a aerului, formată întotdeauna în spatele unui avion în mișcare. Cu toate acestea, contrail-ul, interacționând cu valul, dezvăluie în relief structura vortexului aerului perturbat, formând efecte vizuale interesante.

Interesant este că în timpul funcționării unui motor cu turboreacție la sol, în anumite condiții, poate apărea un mănunchi de aer vortex clar vizibil aspirat în admisia de aer.

Impact asupra mediului

Potrivit climatologilor, contraile afectează clima, reducând temperatura datorită faptului că degenerează în