Alcune note tecniche e chiarimenti

(frutto di ricerche ed esperienze personali)

Aumento delle contrails osservate

Nel web sono presenti molti siti che parlano diffusamente delle scie di condensazione e che fanno notare come la loro quantità (e quindi anche i casi di scie persistenti) sia aumentata notevolmente negli ultimi anni. I motivi che hanno portato all'incremento delle scie sono ben noti e possono essere così riassunti:

1. Vertiginoso sviluppo del traffico aereo.
2. Riduzione della separazione minima per i livelli di volo sopra a FL290.
   
   Fino a non molti anni fa la separazione tra i livelli di volo (le quote a cui volano gli aerei) era di 1000 piedi (circa 300 mt) fino a FL290 e poi raddoppiava per passare a 2000 piedi (questo per compensare possibili errori degli altimetri). Quindi gli aerei potevano utilizzare tutti i livelli separati da 1000 piedi dalla superficie terrestre fino a FL290, e poi solo quelli separati da 2000 piedi come ad esempio FL310, FL330, FL350 e così via per le quote superiori.
   A partire dal 1997, con l'introduzione della RVSM (Reduced Vertical Separation Minima) tutti i livelli di volo sono utilizzabili fino a FL410 per cui oggi, nello stesso "spazio" di cielo, possono volare il doppio degli aerei di una volta. È utile ricordare ancora una volta che le quote superiori a FL280 sono quelle in cui più spesso si verificano le condizioni atmosferiche che favoriscono la formazione delle scie di condensazione.
   
3. Introduzione di motori ad alta efficienza.
   
   Gli aeromobili con motori moderni ad alta efficienza generano scie di condensazione con più facilità rispetto ai vecchi jet. L'aumento dell'efficienza di un motore generalmente produce una diminuzione della temperatura dei gas di scarico che, a parità di quantità di vapore d'acqua espulsa, permette la generazione delle scie di condensazione a temperature ambienti più elevate (quindi in aria più calda, che corrisponde a quote inferiori).
   Nel 1999 in Germania sono stati condotti dei voli prova che hanno dimostrato come la maggiore efficienza dei nuovi motori favorisca la formazione delle contrails; la seguente foto mostra due quadrigetti in volo alla stessa quota:
   

Il movimento delle scie di condensazione

Le scie di condensazione sono nubi e come tutte le nuvole si spostano con i venti presenti in quota. Le immagini dai satelliti mostrano questo fenomeno: le seguenti foto illustrano lo spostamento e la propagazione di una contrails lasciata da un un aereo.

Note sull'atmosfera

Come illustrato dal grafico di Appleman la formazione delle scie è favorita dalla presenza di aria umida a basse temperature. Nelle FAQ e nella pagina dedicata alla Scienza vengono forniti dei parametri di quota e temperatura (di solito sopra gli 8 km - circa 26.000 piedi [ft]), dove l'aria è estremamente fredda (meno di -40 ° C) per la formazione delle contrails che si riferiscono all'Atmosfera Standard Internazionale ICAO. Com'è noto la temperatura dell'aria in condizioni standard diminuisce di 2°C ogni 1000 piedi di quota per cui a 26.000 ft dovrebbe esserci una temp. di (26x2)-15° = -37°C mentre al livello di volo immediatamente superiore una temperatura prossima ai -40° C. Nella realtà le condizioni standard non si verificano quasi mai ed è normale incontrare temperature che si discostano di molti gradi dai valori standard. Inoltre, con il cambiare della quota, spesso si riscontrano variazioni di temperatura che assolutamente non rispettano l'andamento previsto (-2°C ogni 1000 ft). Quanto affermato è facilmente riscontrabile consultando i dati forniti dai palloni sonda meteorologici, come ad esempio http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html , oppure i grafici con i profili delle temperature inseriti come allegati al grafico di Appleman.

I due strati dell'atmosfera in cui volano gli aerei sono la troposfera e la stratosfera. Questi due strati sono separati dalla tropopausa. La troposfera è più spessa all'equatore (da 55.000 a 65.000 ft) rispetto ai poli (da 25.000 a 30.000 ft) ed inoltre la sua altezza varia con le stagioni (è più alta in estate). La caratteristica principale della tropopausa è che la temperatura dell'aria diminuisce con l'aumentare della quota fino alla tropopausa; inoltre la troposfera è lo strato in cui si verificano quasi tutti i fenomeni meteorologici. Alla tropopausa si verifica un brusco cambiamento del rateo di variazione della temperatura per cui nella stratosfera si riscontrano piccoli aumenti di temperatura con l'incremento della quota (inversione termica).

Documentazione

• La relazione sulla prova in volo eseguita in Germania per verificare l'incidenza dell'efficienza dei motori sulla formazione delle scie di condensazione. (formato pdf - 212 KB)
• Una interessante presentazione su "Aircraft Induced Condensation" con un capitolo dedicato alle "Ship Tracks" del Dr. Klaus M. Gierens dell'Institut für Physik der Atmosphäre - DLR Oberpfaffenhofen (formato .pdf - 4,27 MB, da scaricare).

Link utili

1. Moltissime foto di aerei che generano scie di condensazione
2. Foto di scie di condensazione (anche inusuali)
3. Fenomeni ottici nell'atmosfera