Конденсационный след

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Конденсационный след от самолёта с четырьмя двигателями. Конденсируется водяной пар, образующийся при сгорании топлива
Конденсационные следы от поршневых самолётов B-17, Вторая мировая война Отчетливо виден конденсат внутри вихрей, сбегающих с концов лопастей
Конденсационный след двигателей ракеты-носителя «Союз» на высоте примерно 85 км
Конденсационный след от самолёта в ясную погоду держится долго и расползается на полнеба.
Images.png Внешние изображения
Примеры различных конденсационных следов
Image-silk.png Boeing 777-269ER, Kuwait Airways. Сопровождается истребителем F-18. Самолеты летят в одинаковых условиях, но мощность двигателей у B-777 больше, выбрасывается больше водяного пара. В результате – его след более насыщенный и начинает образовываться раньше, чем у истребителя.
Image-silk.png Boeing 777, Turkish. Airbus A330, Air Berlin. Интервал по высоте – 6000 футов (1829 метров). Самолеты летят в разных условиях. У того, который летит выше – след образуется, у другого – нет.
Image-silk.png Fokker 100, BMI. Хотя у самолета два двигателя, они расположены недалеко друг от друга. Поэтому оба следа сливаются в один.
Image-silk.png Airbus A319-132, Air China. Конденсационный след возникает в результате понижения давления и температуры воздуха над крылом.
Image-silk.png Boeing 747-243B(SF), Southern Air. В образовании такого следа принимают участие обе причины – и понижение давления воздуха над крылом, и конденсация водяного пара, содержащегося в отработанных газах. Радуга – в результате отражения и преломления солнечного света на частицах следа.
Image-silk.png Boeing 737-232, Canadian North. В комментарии к фотографии сказано: «Когда снаружи -39, нет необходимости смотреть вдаль в поисках конденсационного следа»
Image-silk.png Ми-8ТВ, КомиАвиаТранс. Конденсационный след может появиться и у вертолета. Хорошо выявляется вихревая структура возмущённого воздуха.
Image-silk.png Boeing 737-476, Qantas. Конденсат над крылом, по причине относительно высокой температуры, испаряется, как только покидает зону пониженного давления. Интенсивные вихри, сбегающие с законцовок закрылков, существуют продолжительное время. Виден конденсат внутри вихрей.



Конденсационный след (устар. инверсионный след, жарг. реактивный след — ошибочные названия) — видимый след из сконденсированного водяного пара, возникающий в атмосфере за движущимися летательными аппаратами при определённых состояниях атмосферы. Явление наблюдается наиболее часто в верхних слоях тропосферы, значительно реже — в тропопаузе и стратосфере. В отдельных случаях может наблюдаться и на небольших высотах.

Конденсационные следы относятся к отдельной группе облаков — техногенным, или искусственным облакам — Ci trac. (Cirrus tractus, cirrus — перистый, tractus — след).

Своё название след получил от процесса конденсации, который приводит к его появлению. Конденсация происходит только при таких условиях, когда количество водяного пара превышает то количество, которое необходимо для насыщения. Эти условия определяются точкой росы – температурой, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, достигает насыщения при данной удельной влажности и постоянном давлении. Степень насыщения характеризуется относительной влажностью – процентным отношением количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к количеству, которое требуется для насыщения (при одной и той же температуре). Кроме этих условий, необходимо еще и наличие центров конденсации. При температуре до −30... −40 °C водяной пар при конденсации переходит в жидкую фазу, при температуре ниже −30... −40 °C водяной пар превращается сразу в ледяные кристаллы, минуя жидкую фазу. Также важную роль в формировании следа играет процесс испарения, приводящий к его исчезновению.

Существуют две основные причины возникновения условий для конденсации и появления следа: Первая — повышение влажности воздуха, когда к атмосферному водяному пару добавляется водяной пар, содержащийся в отработанных газах авиационного двигателя в результате сгорания топлива. Это повышает точку росы в ограниченном объеме воздуха (за двигателями). Если точка росы становится выше температуры окружающего воздуха, то по мере остывания отработанных газов избыточный водяной пар конденсируется. Количество водяного пара, выбрасываемого двигателем, зависит от его мощности и режима работы, то есть — от расхода топлива. Вторая причина — понижение давления и температуры воздуха над крылом и внутри вихрей, возникающих при обтекании различных частей самолета. Наиболее интенсивные вихри образуются на законцовках крыла и выпущенных закрылков, а также на концах лопастей воздушных винтов. Если при этом температура опускается ниже точки росы — избыток атмосферного водяного пара конденсируется в области над крылом и внутри вихрей. Степень понижения давления и температуры зависят от таких параметров, как масса летательного аппарата, коэффициент подъемной силы, величина индуктивного сопротивления и др. Часто наблюдаются следы, образованные в результате комбинации этих двух причин. Образованию конденсационного следа также способствуют центры конденсации в виде частиц не сгоревшего или не полностью сгоревшего (сажа) топлива. Наряду с конденсацией происходит и обратный процесс — испарение: частицы сконденсированного водяного пара испаряются, и след со временем исчезает. На скорость испарения влияют влажность окружающего след воздуха и агрегатное состояние частиц следа. Чем суше воздух, тем быстрее происходит испарение. Напротив — испарение не происходит в случае, когда водяной пар находится в состоянии насыщения. Сконденсированный водяной пар при температуре воздуха −30... −40 °C частично, а при температуре ниже −40 °C полностью превращается в кристаллы, испарение ледяных кристаллов происходит значительно медленнее, чем капель воды.

Таким образом, возможность появления и время существования конденсационного следа, равно как и его вид, зависят от влажности и температуры атмосферного воздуха (при прочих равных условиях). При низкой влажности и относительно высокой температуре след может отсутствовать вовсе, так как при таких условиях водяной пар не достигает состояния перенасыщения. Чем выше влажность и ниже температура, тем больше водяного пара конденсируется, тем медленнее происходит испарение, следовательно — след насыщеннее и длиннее. А при относительной влажности близкой к 100 % и низкой температуре — конденсируется наибольшее количество водяного пара, высокая влажность препятствует испарению частиц следа, что и влечет образование конденсационных следов, которые могут существовать достаточно долго, нередко превращаясь в перистые или перисто-кучевые облака. Поскольку водяной пар в атмосфере распределен неравномерно, это является причиной такого же «неравномерного» следа.

При полете ракет, если их двигатели производят достаточное количество водяного пара (например, кислородно-керосиновые), конденсационные следы могут возникать и в верхних слоях атмосферы, где естественного водяного пара уже недостаточно.

Конденсационные следы образуются не только на больших высотах полёта (отсюда и одно из ошибочных названий — «высотный след»). На ледовом аэродроме Полярной Станции «Скотт Амундсен» (высота 2830 м над уровнем моря), при определённых условиях (температура воздуха минус 50 градусов и ниже), этот след образуется уже на взлёте или при посадке, причём за турбовинтовыми самолётами (С-130 «Геркулес» из состава «Снежного Крыла» ВВС США), что делает ненужной дискуссию о ещё одном неверном названии — «реактивный след».

Конденсационные следы до сих пор являются демаскирующим фактором для деятельности военной авиации, поэтому вероятность их появления рассчитывается авиационными метеорологами по соответствующим методикам и экипажам выдаются рекомендации. Изменение высоты полёта в определённых пределах позволяет избежать или полностью устранить нежелательное влияние этого фактора.

Существует и антипод (противоположность) конденсационному следу — «обратный», «отрицательный» (очень редко встречаемые названия) след, образующийся при рассеивании элементов облачности (кристаллов льда) в пределах спутного следа при определённых условиях. Напоминает «обращение цвета» в графических редакторах компьютерных программ, когда голубое небо является облаком, а сам след — чистым голубым пространством. Отчётливо наблюдается при слоистой или кучевой облачности незначительной вертикальной мощности и отсутствии других (более высоких для Наблюдателя с Земли) слоёв облачности, маскирующих голубой фон верхних слоёв атмосферы. Наблюдается не реже конденсационных следов, но, из-за упомянутой специфики, реже ожидаем и менее иллюстрирован в изданиях об облаках и материалах Любителей наблюдений за этими явлениями.

Конденсационный след не следует путать со спутным следом. Спутный след — это возмущенная область воздуха, всегда образующаяся за движущимся летательным аппаратом. Однако, конденсационный след, взаимодействуя со спутным следом, рельефно выявляет вихревую структуру возмущенного воздуха.

По заявлениям климатологов, конденсационные следы оказывают влияние на климат, уменьшая температуру за счёт того, что вырождаются в перистые облака, тем самым увеличивая альбедо Земли.

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]

http://army.lv/image_descr.php?id=1276&s=503&pid=163 http://fotki.yandex.ru/users/mironandrew/view/68541/?page=0

http://fotki.yandex.ru/users/mironandrew/view/394155/?page=3

См. также[править | править исходный текст]

Химиотрассы — городские легенды