LE SCIE DEGLI AEREI O SCIE DI CONDENSAZIONE: SPIEGAZIONE ED EFFETTI DEL FENOMENO

In inglese, il termine "contrails" indica l'abbreviazione di "condensation trail" ovvero "scia di condensazione".

Una scia di condensazione consiste fondamentalmente di vapore acqueo (immesso nell'atmosfera dagli scarichi caldi di un motore) in quantità sufficiente a saturare, una volta a contatto con l'aria fredda d'alta quota, e condensarsi momentaneamente in cristalli di ghiaccio o goccioline d'acqua. Di norma le scie di condensazione si formano soltanto dagli 8.000 metri in su, con temperature inferiori ai -40 °C ed umidità relative non inferiori al 70%. Le scie di condensazione si dissipano mediamente in una cinquantina di secondi, o al massimo qualche minuto.

Una scia di condensazione può verificarsi soltanto in ristrette condizioni atmosferiche e non può permanere nel cielo per lunghi periodi di tempo poiché, rispettando delle leggi della fisica ben definite, è soggetta al fenomeno dell'evaporazione. Per la precisione, i cristalli di ghiaccio subiscono un processo di sublimazione trasformandosi direttamente in vapore acqueo senza passare attraverso lo stato liquido e diventando molecole gassose invisibili. Di conseguenza, non potendo rimanere sospesa nell'aria a lungo, tende ad evaporare poco dopo (nel giro di 30-50 secondi) il passaggio dell'aeromobile che l'ha generata. Pertanto, una scia di condensazione non può essere molto lunga e soprattutto non può essere molto larga.

La formazione di una scia di condensazione persistente è sì possibile, ma soltanto in condizioni ulteriormente restrittive. Una scia di condensazione persistente è una scia che dura al massimo un paio di minuti. In ogni caso, una scia di condensazione, che sia persistente o meno, non può raggiungere una lunghezza elevata e non dispone del tempo necessario per espandersi nell'aria.

Ricapitolando, i motori a getto immettono nell'atmosfera i gas combusti contenenti del vapore acqueo, il quale, trasformandosi in cristalli di ghiaccio, da luogo alle scie di condensazione. Queste, proprio perché sono costituite da cristalli di ghiaccio, hanno l'aspetto bianco fibroso tipico delle nubi alte (cirri, cirrocumuli e cirrostrati), ma non possono essere considerate o generare cirri o nubi in quanto sono soggette ad una veloce dissolvenza. Esse non sono altro che brevi strisce di vapore acqueo che segnalano il passaggio di un aereo.

Dal momento che la trasformazione diretta dal vapore acqueo a ghiaccio può avvenire soltanto a temperature al di sotto dei -40 °C e quindi a quote superiori agli 8000 m, le scie di condensazione si possono formare soltanto in presenza di questi valori.

La loro "vita" è strettamente legata al grado di saturazione dell'atmosfera circostante, pertanto non possono sopravvivere in un ambiente con bassa umidità relativa. La loro persistenza è fisicamente possibile solo in presenza di temperature al di sotto dei - 40°C con livelli di umidità relativa prossimi al livello di saturazione.

E' proprio per questo motivo che le condizioni necessarie alla formazione e alla persistenza di una scia di condensazione sono molto restrittive (temperatura inferiore a – 40 °C; umidità relativa superiore al 70%; quota superiore a 8000 m) e che la probabilità che si verifichino ogni giorno e ad ogni ora è molto bassa.

Definizione di "contrails" pubblicate da enti ufficiali quali: NASA (National Aeronautic and Space Administration), EPA (Environmental Protection Agency) e FAA (Federal Aviation Administration):

"Le scie di condensazione sono composte da particelle di ghiaccio, visibili sotto i motori degli aerei, tipicamente alle quote di crociera nell'alta atmosfera." 
(EPA)

"La stratosfera è caratterizzata dalla mancanza di umidità e da una temperatura costante di -55 °C, mentre la temperatura nella troposfera decresce di circa 2 °C ogni 1000 feet. Le scie di condensazione sono comuni nei più alti livelli della stratosfera. Queste strisce simili a nuvole,  generate dal passaggio degli aerei che volano nell'aria fredda e umida, sono formate da vapore acqueo dei gas combusti immesso nell'atmosfera." 
(FAA)

"Le scie di condensazione sono nuvole a forma di linee che sono prodotte dalle emissioni dei motori a reazione degli aerei. Questo processo di condensazione avviene tipicamente a quote di 8-12 Km al di sopra della superficie della Terra." 
(NASA GLOBE)

"Le scie di condensazione sono delle nuvole di forma lineare prodotte a volte dagli scarichi dei motori degli aerei. La combinazione dell'alta umidità con lebasse temperature, che esistono alle altitudini di crociera degli aerei, favoriscono la formazione delle scie di condensa. Le scie di condensa sono composte primariamente da acqua sotto forma di cristalli di ghiaccio e non sono pericolose per la salute umana." 
(US Air Force)

"Secondo la NASA «le scie di condensazione si formano solo ad alta quota (generalmente al di sopra degli 8000 m), dove l'aria è estremamente fredda (meno di -40 °C)." (Wikipedia)

- Definizioni NASA in lingua originale:

"Contrails are always made of ice particles, due to the very cold temperatures at high altitude."

"Contrails are man-made clouds that only form at very high altitudes (usually above 8 km) where the air is extremely cold (less than –40 °C)."

"Contrails only form at very high altitudes (usually above 8 km) where the air is extremely cold (less than -40 degrees C) "

"Contrails are human-induced clouds that only form at very high altitudes (usually above 8 km - about 26,000 ft) where the air is extremely cold (less than -40 ºC). Because of this, contrails form not when an airplane is taking off or landing, but while it is at cruise altitude."

"Contrails form in the upper portion of the troposphere and in the lower stratosphere where jet aircraft normally fly, generally between about 8 and 12 km altitude (~26,000 to 39,000 feet)."
 

- Definizioni da fonti cartacee:

"L'immissione in atmosfera dei gas di scarico degli aerei, ricchi di nuclei di condensazione e di vapore acqueo, determina la sovrassaturazione del vapore acqueo e, quindi, la formazione di scie. Le scie di condensazione di formano ad altezze in cui la temperatura dell'aria è molto bassa (inferiore a-40 °C), con umidità relativa almeno del 60%. Le scie possono essere più o meno durare nel tempo, a seconda della stabilità dell'aria e della quantità di vapore presente." [Girolamo Sansosti & Alfio Giuffrida - Manuale di meteorologia, Una guida alla comprensione dei fenomeni atmosferici e climatici in collaborazione con l'UAI (Unione Astrofili Italiani) - Gremese Editore – 2006 – pag 86]

"La lunghezza e l'intensità di una scia di condensazione dipendono dalle condizioni atmosferiche, dal tipo e dalla velocità dell'aereo. Le tipiche scie di condensazione variano dai 9 ai 28 Km (da 5 a 15 miglia marine) di lunghezza, e una trentina di metri di diametro. Le scie di condensa si formano generalmente tra 7500 e 18000 metri di altitudine, a temperature molto basse (-40 °C)." 
[The Camouflage Handbook, AAFWAL-TR-86-1028 (Wright-Patterson AFB, Ohio: Air Force Wright Aeronautical Laboratories, 1986), cap. 1–12]

FONTE

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