Чому літаки залишають білий слід у небі

Безхмарного дня, гуляючи містом, нерідко помічаю довгий пінистий слід в небі. Його залишає літак попереду. Довгий час не розумів, звідки він береться, тому вирішив допомогти тим, кого досі цікавить, чому літак залишає білий слід позаду.

Коротка відповідь: білий слід за літаком – це штучна хмара з крихітних кристалів льоду. Вона виникає, коли гарячий і вологий вихлоп двигунів змішується з дуже холодним повітрям на висоті. Пара з вихлопу конденсується на частинках сажі й миттєво замерзає. Якщо повітря сухе, слід зникає за хвилину, якщо вологе – тримається годинами.

Конденсаційний (інверсійний) слід

Конденсаційний слід (contrail, від condensation trail) – це біла смуга-хмара, яка виникає з вихлопу двигунів у холодному повітрі. За даними фактшиту FAA та EPA, такий слід складається переважно з кристаликів льоду.

Двигуни «викидають» гарячі гази, що містять водяну пару. На крейсерській висоті повітря буває холодним до −50 °C і нижче, пише IATA. Там ця пара конденсується на частинках сажі та замерзає, утворюючи кристали льоду.

Тобто потрібні три речі: водяна пара, дуже холодне повітря і частинки сажі. Чи з’явиться слід, метеорологи рахують за критерієм Шмідта–Апплемана (Schmidt-Appleman criterion). Він враховує температуру, вологість і тиск на висоті польоту.

Фактори, що впливають на конденсаційний слід

Коли слід уже з’явився, його вигляд залежить від трьох речей:

• Вологість повітря: головний фактор стійкості. FAA пише, що довгий слід складається переважно з води, яка вже була в повітрі, а не з вихлопу.
• Тип двигуна: сучасні двигуни з вищим ККД мають холодніший вихлоп. Тому слід за ними з’являється навіть у трохи теплішому повітрі.
• Склад палива: від палива залежить кількість сажі. Менше сажі – менше кристалів, і слід стає тоншим.

Чому слід не завжди видно

На невеликій висоті повітря тепліше, тому пара з вихлопу не замерзає. Сліду там зазвичай немає. На великій же висоті температура повітря значно нижча, і пара перетворюється на лід.

Далі все вирішує вологість. У сухому повітрі кристали швидко випаровуються, і слід зникає за хвилину-дві. Тому в один день небо в смугах, а в інший – чисте, хоча літаки ті самі.

Що буде, якщо повітря на висоті дуже вологе

Буває, що повітря перенасичене щодо льоду (ice supersaturation). Тоді кристали не тануть, а ростуть, забираючи вологу з повітря. За даними FAA, такий слід може триматися годинами й розростатися на кілька кілометрів завширшки.

Згодом він розпливається й стає схожим на перисті хмари (cirrus). Такі сліди помітно впливають на клімат, тому їх вивчають і FAA, і IATA.

«Хімтрейли» та інші міфи

Хтось вважає, що земля плоска, а місяць – оптична ілюзія. А конденсаційний слід від літака для них – хімічні розпилення («хімтрейли», chemtrails) для чи то утилізації чогось, чи навіть винищення усього живого.

Проте всі ці теорії не мають наукового підтвердження та є лише вигадками. Конденсаційний слід – це звичайна хмара з льоду, яку пояснюють закони фізики. FAA прямо зазначає, що він не несе загрози здоров’ю людей.

FAQ

З чого складається слід за літаком?

Переважно з кристаликів льоду. Тобто це хмара, а не дим чи хімікати.

Чому одні сліди зникають швидко, а інші тримаються годинами?

У сухому повітрі лід швидко випаровується. У вологому кристали ростуть, і слід живе годинами.

Чи залишають слід невеликі літаки?

Рідко, бо вони літають низько, де тепло. Слід можливий лише на висоті з дуже холодним повітрям.

Чи це не скидання пального?

Ні. Скидання пального – рідкісна аварійна процедура, а конденсаційний слід – звичайне явище майже кожного польоту на висоті.