Kondenzacijski tragovi: Oblačne pruge iza zrakoplova

Piše: Marko Posavec

Kondenzacijski tragovi ili tragovi zrakoplova oblačne su pruge ili plohe koje za sobom ostavljaju zrakoplovi u letu. Nastaju naglim hlađenjem vodene pare u ispuhu zrakoplovnih motora. Ponekad brzo nestaju, a ponekad potraju dugo i pretvore se u druge vrste oblaka. Aerodinamički kondenzacijski tragovi nastaju padom tlaka zraka iza krila ili krakova rotora, odnosno propelera.

Naziv na engleskom: contrails (skraćeno od condensation trails)

Nebo prošarano kondenzacijskim tragovima u sumrak
Nebo prošarano kondenzacijskim tragovima u sumrak. U lijepim su nijansama jer ih tamo daleko gore još uvijek osvjetljava Sunce koje je za promatrača na tlu već zašlo (→ Sunčev zalazak). Snimio Marko Posavec, jezero Šoderica, 16. studenoga 2015.

Kondenzacijski tragovi jedna su od onih pojava o kojima se u posljednje vrijeme često govori, nažalost iz sasvim pogrešnih razloga. Sami po sebi vrlo su zanimljivi. Dolaze u raznim oblicima, imaju neka neobična svojstva i u povoljnim uvjetima mogu upečatljivo preobraziti nebo. U suštini zapravo su oblaci. Zato ih je Svjetska meteorološka organizacija 2017. uvrstila u Međunarodni atlas oblaka kao cirrus homogenitus. Ako dugo potraju, prošire se ili potaknu daljnji nastanak oblaka, dobivaju dodatak homomutatus.

Visoko iznad tla, kondenzacijski tragovi ponekad stvore pravu mrežu linija preko neba. Kao i svi drugi oblaci, mogu bacati sjene koje ponekad izgledaju prilično neobično. Promatrače često zbunjuju kad su isprekidani – kao da se motori pale i gase. Zrakoplovi iza sebe ostavljaju brazdu vrlo uzburkanog zraka u kojoj zračni vrtlozi mogu izobličiti tragove na razne načine. Tragovi su ponekad tanki i valoviti. Veliki zrakoplovi, s četiri motora, ostavljaju drugačije tragove od onih sa dva. Tragovi mogu biti iridescentni, a na njima se mogu ugledati i neke pojave iz obitelji haloa. U svakom slučaju, njihov izgled ovisi o atmosferskim uvjetima i o letjelici koja ih ostavlja.

Neke vrste kondenzacijskih tragova ne stvaraju se iza motora već na vršcima ili cijeloj površini krila. Mogu se vidjeti i iza krakova rotora helikoptera. Kada je zrak jako vlažan, pojavljuju se i na vrlo malim visinama; pri slijetanju i polijetanju. To su tzv. aerodinamički tragovi. Jedan od brojnih lijepih primjera pogledajte ovdje (YouTube video) ili među fotografijama Stevea Morrisa.

Ova stranica ne bavi se onim drugim teorijama. Ako ste došli u potrazi za njima, produžite ovamo. Nema na čemu.

Nebo prošarano kondenzacijskim tragovima
Nebo prošarano kondenzacijskim tragovima. Snimio Marko Posavec, Koprivnica, 24. veljače 2020.
Kondenzacijski tragovi iza Airbusa A380 i drugog zrakoplova koji je prošao ranije
Kondenzacijski tragovi iza Airbusa A380 i drugog zrakoplova koji je prošao ranije. Snimio Marko Posavec, 31. siječnja 2023.
Boeing 747 i njegov kondenzacijski trag
Boeing 747 i njegov kondenzacijski trag. Najtamniji je gdje je najgušći. Snimio Marko Posavec, 14. 3. 2023.
Kondenzacijski tragovi zrakoplova
Svježiji trag gušći je i tamniji od starijega. Snimio Marko Posavec, 14. 3. 2023.

Vrste kondenzacijskih tragova

Kondenzacijski tragovi dijele se na dvije glavne vrste:

  • Tragovi nastali iza motora kondenzacijom i smrzavanjem vodene pare
  • Aerodinamički kondenzacijski tragovi nastali gibanjem zraka oko krila ili kraka rotora/propelera

Tragovi ispuha motora

Kondenzacijski tragovi nastali iza zrakoplovnih motora vrlo su česti. Vjerojatno su rjeđi dani kada se ne vide. Ponekad se pružaju svega nekoliko stotina metara iza zrakoplova prije nego što nestanu, no u povoljnim uvjetima mogu potrajati vrlo dugo, čak i satima. Osim toga, mogu potaknuti daljnje stvaranje oblaka pa u konačnici i prekriti cijelo nebo.

Ovakvi tragovi zrakoplova nastaju kondenzacijom i smrzavanjem vodene pare iz ispuha motora. Zrakoplovni motori, kao i svi drugi motori s unutarnjim sagorijevanjem, izbacuju razne plinove – proizvode sagorijevanja – uz veliku količinu vodene pare. Ta vodena para izlazi iz vrlo vrućeg motora u vrlo hladan zrak; temperatura na tim visinama u prosjeku se kreće između -40 i -70°C. Stlačeni zrak iz motora naglo se širi i pritom se hladi.

Što se događa kada izdišete na niskoj temperaturi? Ispred usta vam se stvara oblačak pare. Slična stvar se događa i 11 kilometara iznad vaše glave: vruća vodena para naglo se kondenzira jer podiže vlažnost lokalnog zraka preko točke zasićenja (rosišta). Tako, uz pomoć drugih čestica koje motor izbacuje van koje služe kao jezgre nukleacije, neposredno iza motora nastaje oblak sitnih kapljica vode. No, za razliku od vašeg daha koji brzo isparava, kondenzacijski tragovi zrakoplova zbog niske okolišne temperature izuzetno se brzo smrzavaju – kapljice vode pretvaraju se u kristaliće leda. Zato ne isparavaju odmah*. Zapravo uopće ne isparavaju nego sublimiraju (prelaze iz čvrstog u plinovito stanje). Obično se nakon kraćeg vremena jednostavno rasplinjuju i nestaju.

Ali ne svaki put.

Doduše, ako izdišete na vrlo niskoj temperaturi i vaš dah će se smrzavati. Ako bacite vruću vodu u vrlo hladan zrak brzo će ispariti, zatim se kondenzirati u sitne kapljice i te sitne kapljice će se smrznuti – sve to u djeliću sekunde. Kao na ovoj snimci iz Michigana gdje je bilo -34°C.

Kondenzacijski trag Boeinga 747
Debeli kondenzacijski trag iza Boeinga 747. Snimio Marko Posavec, 23. studenoga 2021., teleskopom s tla.
Boeing 737 prelazi preko Mjeseca
Kada imamo sreće pa ulovimo zrakoplov kako prelazi preko Mjeseca, vidimo da je trag vruć i svojom toplinom deformira sliku Mjeseca iza sebe (→ treperenje zraka). Snimio Marko Posavec, 9. svibnja 2022.

Dugotrajni tragovi

Što će se dalje događati s tragom koji se smrznuo ovisi o njegovom okruženju. Ako je vlažnost okolnog zraka niža od nekih 60 do 70 posto, trag će sublimirati i nestati. Ako je jako niska, trag će vrlo brzo nestati, a ako je zrak vrlo suh ili suviše topao, traga neće ni biti. No, ako je u dovoljno hladnom zraku puno vlage, sitni kristalići leda u tragu pokrenut će desublimaciju. U dodiru s njima smrzavat će se i vodena para iz okolnog zraka, na sličan način na koji nastaju mraz i inje.

Stoga će se na postojeće ledene kristaliće hvatati još leda. Kristali će postajati veći, teži i počet će tonuti. Visinski vjetrovi raznosit će ih i širiti. Tako će prekrivati sve veći dio neba, dokle god imaju povoljne uvjete za rast. Ako su takvi uvjeti široko rasprostranjeni, oblaci potekli od zrakoplova (homomutatus potekao od homogenitusa) mogu prekriti cijelo nebo. Tada to zapravo više nisu kondenzacijski tragovi nego “redovni” oblaci čiji je nastanak potaknuo prolazak zrakoplova.

Ovisno o visinskom vjetru i gustoći prometa, tragovi u takvim situacijama mogu stvoriti čitavu mrežu ili veo preko neba. Uz to, mogu poslužiti za prognozu vremena: brojni dugotrajni tragovi znak su povišene vlažnosti zraka gornje troposfere, što često ukazuje na pritjecanje vlažnog zraka zbog približavanja ciklone.

Ukratko, pojava tragova i njihovo trajanje gotovo isključivo ovisi o vremenskim uvjetima na visini leta zrakoplova.

Sam fizikalni proces nastanka kondenzacijskih tragova detaljnije je opisao Ivan Toman na MeteoAdriaticu.

Tragovi zrakoplova - cirus homogenitus i zreliji, razvijeni oblik cirus homomutatus
Kondenzacijski tragovi zrakoplova u uvjetima visoke vlažnosti u gornjoj troposferi šire se i razvijaju u daljnje oblake. Cirusi homogenitus pretvaraju se u homomutatus i prekrivaju velike dijelove neba. Snimio Marko Posavec, 24. rujna 2014. (Panoramska fotografija)

Aerodinamički kondenzacijski tragovi

Druga vrsta tragova ne nastaje iza motora već na krilu ili neposredno iza njega. Ponekad se vide i iza elisa propelera ili krakova helikopterskih rotora. To su aerodinamički tragovi, tako nazvani jer ih uzrokuje gibanje zraka, a ne ispuh vrućih plinova iz motora.

Prilikom gibanja zraka preko površine krila, njegov tlak se smanjuje. Zajedno s tlakom pada i temperatura, i ako padne dovoljno nisko – do točke rosišta – vodena para će se kondenzirati. Ako je temperatura okolnog zraka vrlo niska, kapljice će se brzo smrznuti. Te kapljice i kristali mogu uzrokovati irizaciju; zato ponekad vidimo tragove zrakoplova u duginim bojama.

Aerodinamički tragovi mogu nastati i pri tlu, pri slijetanju i polijetanju zrakoplova, kao na ovoj fotografiji. Najčešće se vide kao vrpce iza vršaka krila, ali u povoljnim uvjetima mogu stvoriti “maglu” duž cijelih krila i iza zrakoplova. Za razliku od klasičnih tragova za koje su potrebne vrlo niske temperature, ovakve je tragove lakše vidjeti ljeti, kada je toplije, jer je tada zrak općenito vlažniji.

Raznobojni trag iza zrakoplova
Raznobojni (iridescentni) trag Boeinga 777 Turkish Airlinesa. Ujedno i primjer kako obični i aerodinamički kondenzacijski tragovi mogu biti vidljivi istovremeno. Snimio Marko Posavec, 22. svibnja 2022.
Helikopter HH-60 Pave Hawk
Aerodinamički kondenzacijski trag iza kraka rotora helikoptera HH-60 Pave Hawk. Snimio Marko Posavec, 30. svibnja 2023.

Hibridni tragovi

Spoj običnih i aerodinamičkih kondenzacijskih tragova nazivamo hibridnim tragovima. Njih vidimo kao dvije deblje, svijetlije linije usred ispušnog traga. Te linije zapravo su kristalići leda uhvaćeni u zračne vrtloge koje zrakoplov ostavlja za sobom. U njima je tlak zraka manji, nešto je niža i temperatura pa kristalići mogu dulje opstati i narasti veći. Zato te dvije linije često vidimo dulje od ostatka traga.

No, ta dva vrtloga suprotno rotiraju i životni vijek ograničava im Crowova nestabilnost. Postaju valoviti, sinusoidno krivudaju lijevo-desno i kad se dotaknu, spajaju se u niz raznih petlji, čvorića, prstenova, omči… Takvi su tragovi vrlo upečatljivi, a najčešće ih vidimo iza velikih zrakoplova (Airbus A340 i A380, Boeing 747) koji ostavljaju najjaču turbulenciju u svojoj brazdi.

Kondenzacijski trag Airbusa A380 uvijen u čvoriće i petlje zbog Crowove nestabilnosti
Kondenzacijski trag Airbusa A380 uvijen u čvoriće i petlje zbog Crowove nestabilnosti. Više o ovakvim tragovima doznajte ovdje. Snimio Marko Posavec, 17. 3. 2023.

Poveznice za daljnje čitanje

Contrail Science – Mick West o brojnim običnim i neobičnim kondenzacijskim tragovima. Stranica je prvenstveno motivirana ukazivanjem na sve što ne valja s pričom o “kemijskim tragovima” (s tom pričom ništa ne valja). Odlično štivo uz puno primjera, štošta se može naučiti.

Contrail 101 – Ivan Toman na MeteoAdriaticu o nastanku kondenzacijskih tragova, njihovim osnovnim svojstvima i drugome.