Всем нам не раз приходилось наблюдать, как пролетающий самолет оставляет в небе длинный белый след. Как образуется этот след? О каких свойствах воздушной среды, в которой он возникает, он позволяет судить?
Лучше всего наблюдать этот след в безоблачный день утром или на закате, когда солнце освещает его снизу, и он отчетливо выделяется на фоне неба.
Нередко удается видеть, как возникает след. В прозрачной высоте внезапно появляется точка, какая-то сила тут же превращает ее в черточку, стремительно вытягивает в линию и начинает прочерчивать ею небо.
Самолет-невидимка забирает почти вертикально ввысь, и тут… белая полоса перестает удлиняться и так же внезапно, как и появилась, обрывается. Но еще долго она может оставаться. Медленно расширяется, постепенно размывается, изгибается, повинуясь течениям, наконец, разрывается на части и относится ветром в сторону…
И плывут в небе ее остатки, ставшие теперь облачками — «барашками». След исчезает.
Как образуется этот след в небе?
Почему, возникнув внезапно, он так же неожиданно оборвался? Где человек использует это интересное явление?
Известно, что в атмосфере всегда содержится влага. Ее количество зависит от температуры воздуха: чем она выше, тем больше влаги.
Однако существует определенный предел насыщения воздуха влагой.
Так, при нормальном давлении и температуре двадцать пять градусов тепла по Цельсию для насыщения одного кубического метра воздуха требуется 22,80 г влаги, а при тридцати градусах — 30,04 г.
Эта влага как бы растворена в воздухе в виде водяного пара, и если ее меньше предельно возможного при данной температуре, то она остается в воздухе невидимой.
Если же температура воздуха будет понижаться, тогда «лишняя» влага «выпадает» в виде мельчайших капелек, тумана, кристалликов. Открывая форточку в морозный день, мы видим, как снаружи за ней образуется облачко; это мельчайшие капельки сконденсировавшейся «лишней» влаги.
Процесс такой конденсации существенно зависит от загрязненности воздуха: пылинки, дым и другие механические включения форсируют конденсацию влаги. Эти частицы служат как бы центрами, или, как говорят, ядрами конденсации, вокруг которых образуются капельки воды.
Такие частицы содержатся, например, в выхлопных газах авиационных двигателей, и именно поэтому позади самолета происходит конденсация атмосферной влаги, появляется белый след. Такое явление, конечно, происходит лишь тогда, когда воздух на пути самолета насыщен влагой.
Если же влажность воздуха недостаточна, след не возникает или же прерывается, когда насыщенность воздуха влагой падает. Выхлопные газы современных самолетов вносят дополнительную влагу в воздух: при сгорании килограмма керосина образуется около 1,2 килограмма водяного пара.
По следу-облаку можно обнаружить самолет на большом расстоянии, увидеть трассу полета, иногда сразу на значительном ее отрезке, определить направление, примерную высоту и скорость полета самолета. Динамичный след-облако говорит и о состоянии атмосферы: о скорости и направлении воздушных течений, о влажности воздуха.
Явление конденсации насыщенного влагой воздуха (газов) при появлении в нем ядер конденсации широко используется в научных исследованиях, например, в камере Вильсона — «самом оригинальном и изумительном инструменте в истории науки».
Ядрами конденсации в ней служат электрически заряженные частицы, например, ионы. Они оставляют по трассе своего движения «туманный след» из водяных капелек. Его можно фотографировать, изучать.
Кандидат военных наук Г. Каракозов