Bijele pruge koje avioni ostavljaju iza sebe na nebu nisu nikakva neobična pojava, nego posljedica vrlo preciznog susreta motora i atmosfere na velikoj visini. Nekad nestanu gotovo čim nastanu, a nekad ostaju dugo nakon prolaska aviona, šireći se i pretvarajući u tanke oblačne slojeve koje sa zemlje mnogi lako primijete.
U pozadini tog prizora stoje temperatura, pritisak i vlažnost zraka, ali i način na koji mlazni motor izbacuje vrele plinove u ekstremno hladnoj troposferi. Zato isti avion na jednoj dionici leta može ostaviti izražen trag, dok na drugoj neće ostaviti gotovo ništa vidljivo posmatraču sa zemlje.
Kondenzacijski tragovi, poznati i kao contrails, najčešće se vide na visinama na kojima putnički avioni redovno lete. Tamo je zrak toliko hladan da se vodena para iz ispušnih plinova može vrlo brzo pretvoriti u sitne kapljice, a potom i u ledene kristale. Taj proces je toliko brz da se sa zemlje često stiče dojam kao da se bijela linija pojavila niotkuda.
Iako izgleda jednostavno, riječ je o pojavi koja zavisi od više uslova koji moraju biti istovremeno ispunjeni. Kad se to dogodi, trag može trajati tek nekoliko minuta, ali u drugim okolnostima ostaje satima i postepeno se širi u široku, sivkasto-bijelu koprenu. Upravo ta razlika između kratkotrajnog i dugotrajnog traga čini da nebo djeluje nepredvidivo, iako iza svega stoji jasno objašnjiv fizički proces.
Najčešće se formiraju između osam i 12 kilometara visine, gdje komercijalni avioni provode najveći dio leta. Na tim visinama atmosferski pritisak je znatno niži nego pri tlu i može se kretati približno između 260 i 190 hektopaskala. U takvom okruženju i mala promjena temperature ili vlažnosti može odlučiti hoće li se trag formirati ili neće.
Temperatura je pritom često niža od minus 40 stepeni Celzija. Kada se vreli ispuh motora sudari s takvim zrakom, smjesa se naglo hladi. Ako se u tom kratkom procesu postigne zasićenje u odnosu na tekuću vodu, nastaju sitne kapljice, koje se gotovo odmah smrzavaju i pretvaraju u bijelu prugu vidljivu sa zemlje.
Zašto se tragovi vide tek na određenim visinama
Zbog tih uslova tragovi se ne pojavljuju stalno i na svakom letu. Oni zavise od atmosfere kroz koju avion prolazi u datom trenutku, pa ista letjelica može na jednom dijelu rute ostavljati jasnu liniju, a na drugom ni najmanji znak. Posmatrač na zemlji tada vidi samo rezultat, dok je cijeli niz uslova koji su do njega doveli skriven visoko iznad oblaka i svakodnevnog pogleda.
Nije presudna samo hladnoća, nego i to koliko je vazduh vlažan u sloju kroz koji avion prolazi. Ako je presuh ili nedovoljno hladan, trag se neće zadržati. Ako je atmosfera pogodnija, trag može potrajati dugo i uz vjetar se širiti u sve širi oblačni pojas. Zbog toga i isti let, u razmaku od samo nekoliko sati ili dana, može izgledati potpuno drugačije.
Ovakva objašnjenja posebno su važna zato što ljudi često bijeli trag vide kao nešto neobično ili nasumično. U stvarnosti, riječ je o vrlo preciznom fizičkom procesu u kojem se miješaju izduvni gasovi i ekstremno hladan zrak. Kada se uslovi poklope, trag se pojavi; kada se ne poklope, nema ničega što bi ostalo iza aviona.
Zato se i dešava da jedan let ostavi dugačku, upadljivu prugu, dok drugi, iako je možda preletio istu geografsku zonu, ne ostavi vidljiv trag. Na nebu nije presudna samo putanja aviona, nego i trenutna struktura atmosfere. Ona određuje koliko će se para pretvoriti u led i koliko će taj led ostati vidljiv prije nego što ga vjetrovi raznesu ili rasprše.
Schmidt-Applemanov kriterij i prag koji se mora preći
Nastanak kondenzacijskog traga objašnjava se Schmidt-Applemanovim kriterijem, koji uzima u obzir temperaturu, pritisak i vlažnost zraka, ali i osobine motora, odnosno odnos topline i vodene pare u njegovom ispuhu. To znači da postoji određeni prag koji mora biti dostignut da bi trag postao vidljiv.
Kada se vrući ispuh pomiješa s hladnim okolnim zrakom, temperatura smjese naglo pada. Ako je pad dovoljno snažan, smjesa nakratko postaje zasićena, formiraju se kapljice, a one se zatim smrzavaju. Tek tada nastaje bijeli trag koji ljudi najčešće primijete tek kada je avion već odmaknuo i ostao daleko iza njega.
Ovaj proces objašnjava i zašto tragovi ponekad brzo nestanu. Ako se atmosfera ne održi dovoljno vlažnom ili hladnom, ledeni kristali se ne zadržavaju dugo. Kada su uslovi povoljniji, trag opstaje i postaje sve širi, dok ga visinski vjetrovi ne oblikuju u sloj nalik prirodnim cirusnim oblacima.
Ako je okolina presuha ili ako prag nije pređen, trag se neće ni formirati. Ako je zrak dovoljno hladan i vlažan, trag se stvara gotovo trenutno. U tome je suština pojave koja djeluje jednostavno samo dok se posmatra iz daljine, a iza sebe zapravo ima vrlo precizan odnos više atmosferskih parametara.
Za razliku od brojnih optičkih utisaka koje čovjek može dobiti pri pogledu u nebo, ovdje je riječ o stvarnom fizičkom događaju. Ono što ostane iza aviona nije vizuelna slučajnost, nego rezultat zakonitosti koje se ponavljaju svaki put kada se ispuh motora i hladan zrak sretnu pod odgovarajućim uslovima.
Ne nastaju svi tragovi na isti način
Kondenzacijski tragovi povezani s motorima nisu jedini tragovi koje avion može ostaviti na nebu. Postoje i aerodinamički tragovi, koji se mogu pojaviti oko vrhova krila ili propelera. Oni nastaju zbog lokalnog pada pritiska i naknadnog hlađenja zraka u strujanju oko površine letjelice.
Na prvi pogled svi bijeli tragovi mogu djelovati isto, ali njihov nastanak nije identičan. Neki su direktno povezani s motorima, drugi s načinom na koji se zrak ponaša oko konstrukcije aviona. I u jednom i u drugom slučaju atmosfera ima ključnu ulogu, jer bez odgovarajućeg pada temperature i pritiska ne bi bilo vidljive linije na nebu.
To znači da jedan avion može ostaviti dugačku, postojanu prugu, a drugi gotovo ništa, iako lete kroz sličan prostor. U pitanju je niz uslova koji se moraju poklopiti u istom trenutku, od kvaliteta ispaha do vlažnosti i hladnoće sloja kroz koji letjelica prolazi. Kada se ti uslovi ne slože, trag jednostavno izostane.
Za posmatrače sa zemlje to često djeluje kao nepravilan obrazac, ali iza njega ne stoji ništa tajanstveno. Na nebu se vidi samo ono što atmosfera u tom trenutku dozvoli da ostane dovoljno dugo da ga oko registruje. U tome je razlog zbog kojeg isti avion može izgledati kao da „crta“ po nebu, a samo nekoliko minuta kasnije kao da nije ostavio nikakav trag.
Ova pojava podsjeća koliko je atmosfera dinamična i koliko se promjene na velikoj visini ne mogu procjenjivati iz jednog kratkog pogleda. Trag koji traje kratko i trag koji se zadrži dugo zapravo govore isto: avion je proletio kroz sloj zraka koji je u tom trenutku imao svoje posebne uslove, a upravo su ti uslovi odlučili koliko će bijela linija ostati vidljiva.
U tom smislu, bijeli tragovi na nebu nisu posljedica nečeg skrivенog ili neobjašnjivog, nego svakodnevni podsjetnik da se visoko iznad nas odvijaju procesi koje na tlu rijetko primjećujemo. Dok avion nastavlja svoj let, atmosfera nakratko zadrži njegov prolaz kao tanku liniju, a potom je ili rasprši ili pretvori u oblak koji se polako gubi u širini neba.
