Contrail - Contrail

A "trilha de vapor" redireciona aqui. Para outros usos, consulte Vapor Trail (desambiguação) .
Não deve ser confundido com a teoria da conspiração Chemtrail .
Para outros usos, veja Contrail (desambiguação) .

Rastos
Um jato formando rastos em um céu azul
Gênero Cirrus ( cacho de cabelo ), cirrocumulus ou cirrostratus
Altitude 7.500 a 12.000 m
(25.000 a 40.000 pés)
Classificação Família A (alto nível)
Aparência bandas longas
Nuvem de precipitação ? Não

Rastos de ( / k ɒ n t r eɪ l z / ; curto para " con densation fugas ") ou vapor de fugas são de linha em forma de nuvens produzidos por aviões de escape do motor ou alterações na pressão do ar, tipicamente em aviões de cruzeiro altitudes várias milhas acima do Superfície da Terra. Os rastros são compostos principalmente de água, na forma de cristais de gelo. A combinação do vapor d'água no escapamento dos motores das aeronaves e as baixas temperaturas ambientes existentes em grandes altitudes permitem a formação das trilhas. Impurezas no escapamento do motor do combustível, incluindo compostos de enxofre (0,05% em peso no combustível de aviação) fornecem algumas das partículas que podem servir como locais para o crescimento de gotículas de água no escapamento e, se as gotículas de água se formarem, elas podem congelar para se formar partículas de gelo que compõem um rastro de fumaça. Sua formação também pode ser desencadeada por mudanças na pressão do ar nos vórtices da ponta da asa ou no ar sobre toda a superfície da asa. Os rastros e outras nuvens que resultam diretamente da atividade humana são denominados coletivamente de homogenitus .

Dependendo da temperatura e umidade na altitude que os rastros se formam, eles podem ser visíveis por apenas alguns segundos ou minutos, ou podem persistir por horas e se espalhar por vários quilômetros de largura, eventualmente se assemelhando a cirros naturais ou nuvens altocúmulos . Rastos persistentes são de particular interesse para os cientistas porque aumentam a nebulosidade da atmosfera. As formas de nuvem resultantes são formalmente descritas como homomutatus e podem se assemelhar a cirrus, cirrocumulus ou cirrostratus, e às vezes são chamadas de cirrus aviaticus . Alguns rastros de propagação persistentes contribuem para a mudança climática .

Trilhas de condensação como resultado da exaustão do motor

Rastros de um Boeing 747-400 da Qantas a 11.000 m (36.000 pés)

A exaustão do motor é composta predominantemente de água e dióxido de carbono, os produtos da combustão de combustíveis hidrocarbonetos. Muitos outros subprodutos químicos da combustão incompleta de hidrocarbonetos, incluindo compostos orgânicos voláteis , gases inorgânicos , hidrocarbonetos aromáticos policíclicos , orgânicos oxigenados , álcoois , ozônio e partículas de fuligem foram observados em concentrações mais baixas. A qualidade exata é uma função do tipo de motor e da função básica do motor de combustão, com até 30% do escapamento da aeronave sendo combustível não queimado. (Partículas metálicas de tamanho mícron resultantes do desgaste do motor também foram detectadas.) Em grandes altitudes, conforme esse vapor de água emerge em um ambiente frio, o aumento localizado no vapor de água pode elevar a umidade relativa do ar além do ponto de saturação . O vapor então se condensa em minúsculas gotículas de água que congelam se a temperatura estiver baixa o suficiente. Esses milhões de minúsculas gotículas de água e / ou cristais de gelo formam os rastros. O tempo que leva para o vapor esfriar o suficiente para condensar é responsável pela formação de rastros a alguma distância atrás da aeronave. Em grandes altitudes, o vapor de água super-resfriado requer um gatilho para estimular a deposição ou condensação. As partículas do escapamento da aeronave atuam como esse gatilho, fazendo com que o vapor preso se condense rapidamente. Rastos de escape geralmente se formam em grandes altitudes; geralmente acima de 8.000 m (26.000 pés), onde a temperatura do ar está abaixo de -36,5  ° C (-34  ° F ). Eles também podem se formar mais próximos do solo quando o ar está frio e úmido.

Um estudo de 2013–2014 apoiado conjuntamente pela NASA, o centro aeroespacial alemão DLR e o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá NRC, determinou que os biocombustíveis podem reduzir a geração de rastros. Essa redução foi explicada pela demonstração de que os biocombustíveis produzem menos partículas de fuligem, que são os núcleos em torno dos quais se formam os cristais de gelo. Os testes foram realizados voando um DC-8 em altitude de cruzeiro com uma aeronave de coleta de amostras voando na trilha. Nessas amostras, a contagem de partículas de fuligem produtoras de rastros foi reduzida em 50 a 70 por cento, usando uma mistura de 50% de combustível Jet A1 convencional e biocombustível HEFA (ésteres hidroprocessados ​​e ácidos graxos) produzido a partir de camelina .

Condensação de diminuições de pressão

Um P-40 Warhawk vintage com condensação de vórtice na ponta da hélice
Artigo principal: vórtices Wingtip

À medida que uma asa gera sustentação , ela faz com que um vórtice se forme na ponta da asa e na ponta do flap quando implantado (pontas das asas e limites dos flaps são descontinuidades no fluxo de ar). Esses vórtices nas pontas das asas persistem na atmosfera muito depois de a aeronave ter passado . A redução da pressão e da temperatura em cada vórtice pode fazer com que a água se condense e torne os núcleos dos vórtices da ponta das asas visíveis. Este efeito é mais comum em dias úmidos. Os vórtices nas pontas das asas às vezes podem ser vistos atrás dos flaps das asas de aviões durante a decolagem e pouso, e durante o pouso do ônibus espacial .

Os núcleos visíveis dos vórtices nas pontas das asas contrastam com os outros tipos principais de rastros que são causados ​​pela combustão de combustível. Os rastros produzidos a partir do escapamento do motor a jato são vistos em grandes altitudes, diretamente atrás de cada motor. Por outro lado, os núcleos visíveis dos vórtices nas pontas das asas são geralmente vistos apenas em baixa altitude, onde a aeronave está viajando lentamente após a decolagem ou antes do pouso, e onde a umidade ambiente é maior. Eles ficam atrás das pontas e flaps das asas, e não atrás dos motores.

Em configurações de alto empuxo, as pás do ventilador na entrada de um motor turbofan atingem velocidades transônicas , causando uma queda repentina na pressão do ar. Isso cria a névoa de condensação (dentro da admissão), que é frequentemente observada por viajantes aéreos durante a decolagem.

As pontas das superfícies giratórias (como hélices e rotores ) às vezes produzem rastros visíveis.

Em armas de fogo, às vezes é observado um rastro de vapor ao disparar sob condições raras devido a mudanças na pressão do ar ao redor da bala. Um rastro de vapor de uma bala pode ser observado de qualquer direção. A trilha de vapor não deve ser confundida com traço de bala , que é um fenômeno muito mais comum (e geralmente só pode ser observado diretamente por trás do atirador).

Forçamento radiativo

Rastreamento MODIS de rastros gerados pelo tráfego aéreo no sudeste dos Estados Unidos

Os rastros, ao afetar o balanço de radiação da Terra , agem como uma força radiativa : eles prendem a radiação de onda longa emitida pela Terra e pela atmosfera mais do que refletem a radiação solar que chega . Em 1992, o efeito do aquecimento foi estimado entre 3,5  mW / m 2 e 17 mW / m 2 . O forçamento radiativo global foi calculado a partir dos dados de reanálise , modelos climáticos e códigos de transferência radiativa ; estimado em 12 mW / m 2 para 2005, com uma faixa de incerteza de 5 a 26 mW / m 2 , e com um baixo nível de conhecimento científico.

O efeito varia diariamente e anualmente: os voos noturnos contribuem com 60 a 80% do forçamento radiativo do contrail enquanto respondem por 25% do tráfego aéreo diário, enquanto os voos de inverno contribuem com metade do forçamento radiativo médio anual, enquanto respondem por 22% do tráfego aéreo anual. O cirrus de controle pode ser o maior componente de forçamento radiativo do tráfego aéreo, maior do que todo o CO2 acumulado da aviação, e poderia triplicar de uma linha de base de 2006 para 160-180 mW / m 2 até 2050 Sem intervenções.

Trilhas de condensação podem causar mudanças de temperatura de superfície em escala regional por algum tempo. A NASA pesquisou os efeitos atmosféricos e climatológicos dos rastros, incluindo os efeitos sobre o ozônio, a formação de cristais de gelo e a composição das partículas, durante o Projeto de Efeitos Atmosféricos da Aviação (AEAP).

Rastos de bombardeiros afetaram o clima durante a Segunda Guerra Mundial . Uma temperatura 0,8 ° C (1,4 ° F) mais quente foi registrada perto das bases aéreas.

Variação diurna de temperatura

O céu acima de Würzburg sem rastos após a interrupção da viagem aérea em 2010 (à esquerda) e com tráfego aéreo regular e em condições adequadas (à direita)

A variação diurna da temperatura é a diferença entre os altos e baixos do dia em uma estação fixa. Os rastros diminuem a temperatura diurna e aumentam a temperatura noturna, reduzindo sua diferença.

Quando nenhuma aeronave comercial cruzou os EUA após os ataques de 11 de setembro , a variação diurna da temperatura foi ampliada em 1,1 ° C (2,0 ° F). Medido em 4.000 estações meteorológicas no território continental dos Estados Unidos, esse aumento foi o maior registrado em 30 anos. Sem rastros, a faixa de temperatura diurna local era 1 ° C (1,8 ° F) mais alta do que imediatamente antes. Isso talvez se deva ao tempo excepcionalmente claro durante o período. No sul dos Estados Unidos, a diferença diminuiu em cerca de 3,3 ° C (6 ° F) e em 2,8 ° C (5 ° F) no meio-oeste dos Estados Unidos.

Rastos frontais

Um rastro de fumaça de um avião voando em direção ao observador pode parecer ter sido gerado por um objeto que se move verticalmente. Em 8 de novembro de 2010, no estado da Califórnia , nos Estados Unidos , um rastro desse tipo ganhou a atenção da mídia como um "míssil misterioso" que não poderia ser explicado pelas autoridades militares e de aviação dos Estados Unidos, e sua explicação como um rastro levou mais de 24 horas para se tornar aceito pela mídia e instituições militares dos EUA.

Distrails

Um distrail é o oposto de um contrail

Onde uma aeronave passa por uma nuvem, ela pode dispersar a nuvem em seu caminho. Isso é conhecido como distrail (abreviação de "trilha de dissipação"). O escapamento quente do motor do avião e a mistura vertical aprimorada na esteira da aeronave podem fazer com que as gotículas de nuvem existentes evaporem. Se a nuvem for suficientemente fina, tais processos podem render um corredor sem nuvens em uma camada de nuvem sólida. Uma observação inicial de satélite de distrails que provavelmente eram buracos de queda de raia alongados, induzidos por aeronaves, apareceu em Corfidi e Brandli (1986).

Nuvens se formam quando o vapor de água invisível ( H
2O em fase gasosa) se condensa em gotículas de água microscópicas ( H
2O na fase líquida) ou em cristais de gelo microscópicos ( H
2O em fase sólida). Isso pode acontecer quando o ar com uma alta proporção de água gasosa esfria. Um distrail se forma quando o calor do escapamento do motor evapora as gotículas de água líquida em uma nuvem, transformando-as de volta em vapor de água gasoso e invisível. Distrails também podem surgir como resultado da mistura aprimorada (arrastamento de) ar mais seco imediatamente acima ou abaixo de uma camada de nuvem fina após a passagem de uma aeronave através da nuvem, como mostrado na segunda imagem abaixo:

Galeria

  • Espaço aéreo: vistas de rastos e rastos

  • Vários rastros acima da Nova Escócia

  • Rastos formados devido à passagem de dois jatos

  • Rastos de rastos de avião, alguns novos, alguns velhos, dispersos pela força do vento

  • Um rastro de fumaça sobre o sudoeste da Virgínia

  • Um rastilho lançando uma sombra sobre uma camada de nuvem inferior

  • Rastos de rastos de avião

  • Distrail --- uma linha estreita de folga produzida por um avião que passa, aqui produzida em um pedaço de cirrostratus fino.

  • Distrail divide a nuvem de stratocumulus - restos de rastros visíveis (veja as anotações na página de descrição do Wiki Commons )

Um rastilho lentamente se transformando em uma nuvem cirrocumulus artificial

Veja também

As câmaras de nuvens visualizam partículas de radiação em um princípio semelhante a rastos ou vórtices nas pontas das asas.

Referências

links externos