Конденсационный след: различия между версиями

[[Файл:B-17 Flying Fortress.jpg|right|250px|thumb|Конденсационные следы от поршневых самолётов [[B-17]], [[Вторая мировая война]]. Отчетливо виден конденсат внутри вихрей, сбегающих с концов лопастей]]

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 [[конденсация|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 [[точка росы|точкой росы]] – температурой, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, достигает насыщения при данной удельной [[влажность|влажности]] и постоянном давлении. Степень насыщения характеризуется относительной [[влажность|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 [[Жидкость|жидкую фазу]], при температуре ниже −30... −40 °C водяной пар превращается сразу в [[Лёд|ледяные]] [[Кристалл|кристаллы]], минуя жидкую фазу. Также важную роль в формировании следа играет процесс [[испарение|испарения]], приводящий к его исчезновению.

Существуют две основные причины возникновения условий для конденсации и появления следа. Первая — повышение [[влажность|влажности]] воздуха, когда к атмосферному водяному пару добавляется водяной пар, содержащийся в отработанных газах [[авиационный двигатель|авиационного двигателя]] в результате сгорания [[топливоавиатопливо|топлива]]. Это повышает [[точка росы|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 температуры воздуха в результате падения его давления 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 [[точка росы|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 [[влажность|влажности]] и [[Температура|температуры]] атмосферного воздуха[[воздух]]а (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.

Конденсационные следы образуются не только на больших высотах полёта (отсюда и одно из ошибочных названий — «высотный след»). На ледовом аэродроме Полярнойполярной Станциистанции «[[Амундсен — Скотт (антарктическая станция)|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 [[Турбовинтовой двигатель|турбовинтовыми]] самолётами ([[Lockheed C-130 Hercules|С-130 «Геркулес»]] из состава «Снежного Крыла» ВВС США), что делает ненужной дискуссию о ещё одном неверном названии — «[[Реактивный двигатель|реактивный]] след».

Конденсационные следы до сих пор являются [[маскировка|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.

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 [[климатология|климатологов]], '''конденсационные следы''' оказывают влияние на [[Глобальное затемнение|климат]], уменьшая [[температура|температуру]] за счёт того, что вырождаются в [[перистые облака]], тем самым увеличивая [[альбедо]] [[Земля|Земли]].