Így lesznek felhők a repülők kondenzcsíkjából

Mióta műholdfelvételekkel is figyelemmel kísérhetjük a világ felhőzetét, kiderült, hogy az emberi tevékenység a felhőképződést is jelentősen befolyásolhatja. A repülők kondenzcsíkjából például könnyen lesznek felhők, még akkor is, ha a gép körbe-körbe repül.

Mindenki számára felismerhető a repülőgépek mögött kialakuló, felhőhöz hasonló jelenség, a kondenzcsík. A repülő elhaladása után akár órákig is fennmaradhat ez a speciális felhő, amelyet más néven antropogén (emberi eredetű) cirrusnak is hívnak. Néhány műholdfelvételen észrevették, hogy ezek a kondenzcsíkok nem feltétlenül oszlanak fel, időnként nagyobb felhőzet alapjául szolgálnak.

Hogyan keletkezik a kondenzcsík?

Kondenzcsíkok olyan repülőgépek mögött láthatók, amelyek viszonylag magas páratartalmú levegőben -40 fok alatti hőmérsékleti tartományban repülnek. Az ilyen gépek utazómagassága körülbelül 10 km.

Amikor egy adott légrészben a levegő telítetté válik, tehát relatív nedvességtartalma közel 100%-os, megkezdődhet a pára kicsapódása, a felhőképződés. A kicsapódáshoz kondenzációs magvakra, azaz olyan részecskékre van szükség, amelyek jól nedvesíthetők, nedvszívó tulajdonságúak, amelyeken a vízcseppek keletkezhetnek. A nedvességtartalom növekedése történhet lehűléssel, bepárolgással vagy nedvesebb levegővel való keveredéssel.

Egy katonai gép kör alakú kondenzcsíkokat hagyott az Északi-tenger fölött

Tíz kilométeres magasságban a kellően hideg levegő már csak nagyon kis mennyiségben tud vízgőzt felvenni, ezért viszonylag alacsonyabb abszolút páratartalommal is telítetté tud válni. Az üzemanyag elégetésekor egyrészt vízgőz szabadul fel, ami a gép mögött megnöveli a levegő nedvességtartalmát, másrészt olyan szilárd részecskék (pl. korom) kerülnek a levegőbe, amelyek kondenzációs magként működhetnek. A gép mögött néhány méterrel a vízgőz kicsapódik és gyorsan megfagy, ezért a kondenzcsík jégkristályokból áll.

A hajtóművek által kibocsátott hő kiszáríthatja a levegőt, de a kiáramló vízgőz általában kompenzálja a csökkenő nedvességet. Azonban ha mégis a levegő kiszáradása lép fel, akkor a felhőt alkotó vízcseppek akár el is párologhatnak, amint a repülő felhőn halad át. Ilyenkor a gép mögött egy felhőmentes nyom figyelhető meg.

A szárnyvégeken is keletkezhet kondenzcsík. Ezek alacsonyabb szinten, meleg, de nagy nedvességtartalmú levegőben alakulnak ki. A szárny mögött nyomáscsökkenés lép fel, ami lehűlést és kondenzációt eredményez.

Nehéz egy átlagos magas szintű felhőtől megkülönböztetni

A kondenzcsíkok sokszor hosszú ideig fennmaradnak: ilyenkor, ha sűrűn borítják az égboltot, átlagos, magas szintű fátyolfelhőnek tűnnek. Ha a magasban fújó szelek a kondenzációs magokat szétterítik, de nem oszlatják szét teljesen őket, akkor több száz méter széles kondenzcsíkok is létrejöhetnek. Amikor egy adott terület fölött sűrűn alakulnak ki csíkok, akkor a természetes eredetű fátyolfelhők kialakulásához is kedvezőek a légköri viszonyok.

Nagy forgalmú repülőterek körzetében a természetesnél jóval kevesebb is lehet a napsütéses órák száma, ami megváltoztathatja a terület mikroklímáját. Ezt a hatást egyes éghajlati modellekbe is beépítik.

A csíkok fokozatosan felhőkké alakulnak át (a brit meteorológiai szolgálat műholdfelvételei)

Az emberi tevékenység hatására keletkező gomolyfelhők olyanok, mint a természetes eredetűek. A különbség az, hogy hőhatás segíti elő a képződésüket. Ilyenek az ipari eredetű gomolyok.

A jelenséget elsősorban télen figyelhetjük meg. Megeshet, hogy egyáltalán nincs gomolyképződés az adott területen, mégis például egy hőerőmű fölött fixen elhelyezkedve egy felhő tornyosul, mert ott a nagy nedvességtartalomhoz egy erőteljes feláramlás párosul. Az ipari létesítmények jelentős hatással lehetnek környezetük mikroklímájára. Nyáron, amikor a légköri viszonyok megfelelőek, elősegítik a feláramlást, ami például egy záporos helyzetnél a csapadék intenzitásának növekedését idézheti elő az adott helyen.

Télen egy hideglégpárnás helyzetben, amikor a talajközelben megreked a hideg levegő, és nincsenek függőleges irányú áramlások, az ipari létesítmények által kibocsátott aeroszolok és szennyezőanyagok is az alsó légrétegben dúsulnak fel. Ilyenkor a már egyébként is magas páratartalmú, telített, ködös levegővel elkeveredik a gyárterületről kiáramló, szintén telített levegő, és a feldúsuló kondenzációs magvak hatására megindulhat egy alacsony szintű felhőképződés. Enyhébb időben eső, fagypont alatt apró szemű hó, hódara formájában csapadékhullás kezdődhet. Kedvező időjárási viszonyok mellett akár 1-3 cm hótakaró is képződhet a létesítmény 1-2 km-es körzetében. A jelenséget gyárkémény-effektusnak nevezik.

A hajók is húzhatnak kondenzcsíkot

Hajók nyomvonalán is kialakulhatnak felhőcsíkok. A kipufogógázt kibocsátó nagy hajók szintén juttatnak a légkörbe olyan részecskéket, amik kondenzációs magként viselkedhetnek. A kutatók számára azért érdekesek ezek a hajónyomok, mert segíthetnek jobban megismerni az emberi eredetű felhőképződést és annak hatását a Föld éghajlatára. A szárazföldek fölött nagyobb a turbulencia, mint a nagy vízfelületek fölött, ezért az óceánjárók által létrejött felhők könnyebben nyomon követhetők.

A kutatók szerint az emberi tevékenységből származó aeroszolok kisebbek, mint a természetes eredetűek, ezért az antropogén felhő is kisebb vízcseppekből áll. Az apró cseppekből álló felhők fényesebbek, jobban visszaverik a napsugárzást, csökkentve ezzel a földfelszínre érkező sugárzás mennyiségét. Még kérdéses, hogy milyen mértékben, de elképzelhető, hogy a jelenség fékezné a globális felmelegedést, illetve az aeroszolok mérete hatással lehet a csapadékképződésre.