Почему белые следы от самолётов долго не исчезают: физика инверсионного следа

Белые следы от самолётов долго не исчезают не из-за особого состава выхлопа, а из-за состояния атмосферы в конкретный момент на той высоте, где летит самолёт. Почему белые следы от самолётов долго не исчезают — вопрос физики воздуха, а не состава топлива.

Как образуется инверсионный след

При работе авиационных двигателей вместе с продуктами сгорания в воздух попадает водяной пар — один из продуктов сжигания топлива. На крейсерских высотах, как правило от 8 до 12 километров над землёй, воздух очень холодный: температура там обычно ниже минус 40 °C. При таком холоде водяной пар мгновенно кристаллизуется вокруг мельчайших частиц выхлопа — образуются крошечные ледяные кристаллы, которые мы и видим как белую полосу.

Это явление называют конденсационным следом (или инверсионным — от слова «инверсия», обозначающего изменение параметров атмосферы с высотой). Сам по себе белый след — это ледяное облако, образующееся за считанные секунды.

Почему один след исчезает быстро, а другой расширяется

Ответ — в насыщенности воздуха влагой на той высоте, где летит самолёт. Если воздух там сухой — кристаллы быстро испаряются, и след пропадает за несколько секунд или минут. Это означает, что атмосфера в данный момент ненасыщена водяным паром: она как бы «забирает» влагу обратно.

Если воздух уже насыщен или близок к насыщению (высокая относительная влажность на высоте полёта), кристаллам некуда испаряться. В этом случае след сохраняется долго — десятки минут или часы. Ветер растягивает и уплощает полосу, со временем она может расползтись в тонкий слой, почти неотличимый от перистой облачности.

По сути, в условиях высокой влажности инверсионный след и становится перистым облаком — ледяным, высокослоистым. В метеорологии такие образования иногда называют «антропогенными перистыми облаками».

Почему видны следы разной судьбы в одном небе

Иногда в одном и том же видимом участке неба один след исчезает быстро, а другой держится. Это объясняется тем, что самолёты летят на разных высотах, где влажность может существенно различаться: даже разница в несколько сот метров по высоте способна менять поведение следа кардинально.

Что известно о влиянии следов на климат

Инверсионные следы — тема активных научных исследований в области климатологии. Стойкие следы отражают часть солнечного излучения обратно в космос, но одновременно задерживают тепловое излучение поверхности Земли — так же, как это делают естественные перистые облака.

По данным NOAA, учёные продолжают изучать, каков суммарный эффект авиационных следов на радиационный баланс атмосферы. Исследования указывают на то, что влияние существует, однако его точная величина и соотношение охлаждающего и согревающего эффектов остаются предметом научной дискуссии. Достоверных оснований считать следы инструментом целенаправленного воздействия на погоду нет: их состав и механизм образования хорошо известны и не отличаются от состава любого ледяного облака.

Что стоит знать

Читайте также: Этот день в календаре: 3 июня — День рождения парашюта

Длительность инверсионного следа — показатель влажности воздуха на высоте, а не признак чего-то необычного в выхлопе. Быстро исчезающие следы говорят о сухой атмосфере на высоте полёта. Долгие, расширяющиеся — о насыщенном влагой воздухе. Наука изучает их влияние на климат, и это реальная область исследований, в которой остаются открытые вопросы.