چرا نباید اسیر شایعات هوانوردی شویم؟

بسیاری بر این باور هستند که یک توطئه پنهان در رفت و آمد هواپیما‌ها و دنباله‌های آنها وجود دارد، حال آنکه این ادعا توسط صاحب نظران و جامعه علمی به طور کامل رد شده است و هیچ گونه مدرک یا مستنداتی دال بر این موضوع که این دنباله ها شیمیایی هستند، به ثبت نرسیده است. به دلیل تداوم این تئوری اشتباه و تاثیر آن بر روی اذعان عمومی، و همچنین نتیجه گیری های بی پایه و اساس آن مبنی بر دست داشتن دولت ها در به پدید آوردن آن ها، بر آن شدیم تا در ملطب پیش رو به بررسی تخصصی این موضوع بپردازیم. پیشاپیش فرصت را غنیمت شمرده تا از همراهی استاد عزیزم، کاپیتان علیرضا زحمتکش، در راستای تهیه و تنظیم این مطلب، کمال قدردانی را داشته باشم. 

پدیده «Contrail»، ابرهای خطی شکل ماحصل سوختن سوخت و هوای متراکم داخل محفظه احتراق موتورهای جت هستند، که در نتیجه خارج شدن گازهای خروجی، تحت تاثیر شوک دمایی و فرایند «چکالش» (Deposition) قرار گرفته و تشکیل می شوند؛ عبارت «Contrail»، مخفف دو واژه «مسیر» (Trail) و «تراکم» (Condensation) است که همچنین با عنوان «Vapor Trails» نیز شناخته می شود. در ارائه تعریفی دقیق تر می توان این طور گفت که دنباله «Contrail» گازهای خروجی موتور، دربردارنده بخار آب و چندین  گاز دیگر، به همراه ذرات دوده و فلز است. هنگامی که این مخلوط از قسمت انتهایی موتور خارج می شود، با هوای سرد ترکیب شده و بخار آب داخل آن، متراکم می گردد. در نتیجه قطرات آب ناشی از تراکم بخار، منجمد شده و به ذرات یخ تبدیل می شوند. به عبارتی آن چیزی که ما از روی سطح زمین شاهد آن هستیم، دنباله سفید متراکم از قطعات کریستالی همین یخ هایی است که به آن ها اشاره شد و پشت هواپیما تشکیل می شود.  

وابسته به دما، رطوبت و ارتفاعی که «Contrail» در آن ها تشکیل می شود، ممکن است تنها برای چند ثانیه تا چند دقیقه قابل مشاهده باشد، یا ممکن است گاهی برای چند ساعت باقی بماند، به عرض چند مایل گسترش یابد و در نهایت شبیه ابرهای طبیعی «سیروس» (Cirrus) یا «آلتوکومولوس» (Altocumulus) شود. در همین راستا دانشمندان به «Contrail» پایدار، توجه خاصی دارند؛ زیرا احتمال ابری شدن فضای جو را افزایش می دهند. این ابرها که در اصطلاح با عنوان «Homomutatus» توصیف می شوند، ممکن است شبیه ابرهای «سیروس»، «سیروکومولوس» (Cirrocumulus)، «سیرواستراتوس» (Cirrostratus) و گاهی اوقات نیز «سیروس آویاتیکوس» (Cirrus Aviaticus) باشد. در این میان برخی از کانتریل ها همچنین باعث تغییرات آب و هوایی می شوند.

به طور کلی در خصوص تاثیر کانتریل ها بر روی تغییرات آب و هوایی، این باور وجود دارد که آن ها امواج بلند تابشی خروجی ساطع شده از سطح زمین را در داخل اتمسفر به دام می اندازند و در نتیجه باعث افزایش «نیروی تابشی» (Radiative Force) می شود. در سال 1992، این اثر گرمایشی بین 3.5 تا 17 mW/m2 (میلی وات بر متر مربع) برآورد شده بود که در سال های اخیر با تحلیل داده های جدید به عدد قطعی 26 «میلی وات بر متر مربع» نیز رسیده است. در همین راستا پیش بینی می شود که این رقم ها تا سال 2050، چند برابر شده و به عددهای قابل توجه 160 تا 180 «میلی وات بر متر مربع» برسد. بنابراین کانتریل ها در مقابل دیگر فعالیت های انسانی که نهایت عدد 3.48 mW/m2 را به خود اختصاص داده اند، جز یکی از منابع مهم در بحث گرمایش زمین محسوب می شوند.

یکی از راهکارهای کاهش «Contrail»، پرواز هواپیما در زیر ارتفاعات 30000 پایی است که در این صورت مصرف سوخت هواپیما با توجه به افزایش فشار، افزایش خواهد یافت. چنین موضوعی در نهایت منجر به افزایش تولید «دی اکسید کربن»، و در پی آن افزایش آلودگی و گرمایش زمین خواهد شد؛ البته افزایش گرمایش زمین موضوعی است که در صورت تولید «Contrail» نیز همانطور که اشاره شد به نحوی دیگر اتفاق خواهد افتاد. بر همین اساس در حال حاضر ایرباس و بوئینگ به دنبال تعریف کردن راهکارهایی برای به حداقل رساندن تولید دنباله «Contrail» هستند. 

اما چرا گاهی اوقات هواپیماها، هیچ دنباله «Conrail» از حود به جای نمی گذارند یا اینکه رد اثر آن ها بسیار کوتاه و ناچیز  است؟ دلیل این امر بسیار ساده است. اگر هوای ارتفاعی که هواپیما در آن پرواز می کند، خشک یا با «رطوبت نسبی» RH (Relative Humidity) بسیار کم باشد، دنباله «Contrail» تشکیل نخواهد شد. به عبارتی از مهم ترین شرایط تشکیل دنباله «Contrail»، «رطوبت نسبی» 100 درصدی و یا حتی بیشتر از است؛ حال آنکه هوای خشک بخاطر فاقد این شرایط بودن، منجر به بخار شدن کریستال یخ به محض تشکیل شدن، خواهد شد. البته اشاره کردن به این نکته نیز خالی از لطف نیست که گاهی هوا به اندازه کافی مرطوب است، اما به اندازه حد مطلوب، سرد نیست. در ارتفاعاتی که به طور معمول دنباله «Contrail» شکل می گیرد (از 28000 تا 40000)، طبق تعاریف هواشناسی، دمای هوا باید بین 34- تا 36- درجه سانتی گراد باشد تا بتوانیم شاهد این پدیده باشیم. بر همین اساس اگر شاهد دنباله «Contrail» نبودیم، این طور می توان نتیجه گرفت دمای هوا در آن ارتفاعات به اندازه کافی سرد نیست؛ از طرفی اگر شاهد تشکیل دنباله «Contrail» به صورت خطوط منقطع بودیم، این طور می توان نتیجه گرفت که بخش های از  هوا خشک و بخش هایی از آن مرطوب بوده است.

در جایی که هواپیما از داخل ابر عبور می کند، می تواند آن بخش از ابر را پراکنده کند؛ به این پدیده «Distrail» گفته می شود که مخفف دو واژه «پراکندگی» (Dissipation) و «مسیر» (Trail) است. چنین چیزی ناشی از گرمای قابل توجه گازهای خروجی موتور هواپیما است که می تواند منجر به تبخیر قطرات سازنده ابر شود. هر چقدر ابر نازک تر و از ضخامت کمتری برخوردار باشد، تبخیر نیز قابل توجه تر و ردی که هواپیما به صورت یک راهرو در دل ابر از خود بر جای می گذارد نیز، نمایان تر خواهد بود.

در آخر نیز اشاره کردن به این نکته خالی از لطف نیست که ماندگاری دنباله های «Contrail» در آسمان، می تواند نشانه خوبی برای ورود یک «جبهه هوای گرم» (Warm Front) باشد.

نویسنده: علیرضا عشاقی