Kodėl kondensacinės juostelės kartais pasklinda debesyse?
Trumpas atsakymas: Kondensacijos pėdsakai yra lėktuvų išmetamųjų dujų palikti ledo kristalų pėdsakai. Jie pasklinda debesyse, kai oras šaltas ir drėgnas, kad kristalai neišgaruotų ir vėjai ar turbulencija jų neištemptų į plonus debesų sluoksnius.
Pagrindinė mintis
Reaktyviniai varikliai išmeta karštą, drėgną orą ir smulkias daleles. Labai šaltame ore aukštai danguje šie vandens garai gali užšalti ant dalelių ir sudaryti ledo kristalus. Jei aplinkinis oras jau yra beveik prisotintas (didelė santykinė oro drėgmė), šie ledo kristalai neišnyksta.
Vietoj to, jie gali didėti, kai ant jų užšąla vandens garai. Vėjas, turbulencija ir sluoksniuoti oro judesiai traukia kristalų liniją į šoną ir suplonina ją į sluoksnį. Laikui bėgant, daugybė ledo kristalų gali užpildyti didelį plotą ir atrodyti kaip ploni plunksniniai debesys.
Ar kondensacinis pėdsakas greitai išnyks, ar plis, priklauso nuo temperatūros, drėgmės ir vėjo.
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio/dėsnio pavadinimas: Klausijaus-Klapeirono sąryšis (kontroliuoja, kiek vandens garų gali sulaikyti oras) ir ledo susidarymas ant aerozolio dalelių.
Įprastame kreiseriniame aukštyje (apie 8–12 km) oras yra labai šaltas. Kai karštos, drėgnos išmetamosios dujos susiduria su šaltu oru, vandens garai gali kondensuotis ir užšalti ant smulkių išmetamųjų dujų dalelių. Šis procesas vadinamas heterogeniniu branduolio susidarymu.
Klausijaus-Klapeirono sąryšis paaiškina, kodėl šaltesnis oras sulaiko daug mažiau vandens garų, todėl lengviau pasiekti prisotinimą ir susidaryti ledui. Jei aplinkos oras yra lygus ledo prisotinimui arba didesnis, nauji ledo kristalai nesublimuos (negrįš į garus). Vietoj to, jie augs nusėdimo būdu (vandens garai tiesiogiai virsta ledu).
Vėjo šlytis ir pėdsakų turbulencija tada ištempia ir sumaišo pėdsaką su aplinkiniu oru, išsklaidydami kristalus į platesnį, plonesnį sluoksnį, panašų į natūralius plunksninius debesis.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai stebėjo kondensacinių pėdsakų susidarymą ir plitimą naudodami orlaivių matavimus, meteorologinius balionus ir palydovus, ir jie testuoja procesus laboratoriniuose eksperimentuose ir kompiuteriniuose modeliuose, kad atitiktų stebėjimus . Matavimai rodo, kad dalelių skaičius, drėgmė ir temperatūra lemia, ar kondensacinės pėdsakai išlieka ir plinta .
Pavyzdžiai gamtoje
- Šaltą rytą iš oro uosto išvykus daugeliui lėktuvų, matote daugybę ilgų debesų pėdsakų, kurie išplatėja į miglotą sluoksnį.
- Virš judrių oro maršrutų plonos purkštukų paliktos linijos gali plisti ir kirsti, sudarydamos aukštų plonų debesų raizginį.
- Vieno tolimojo skrydžio debesų pėdsakas gali išsiplėsti į plačią plunksninių debesų juostą už lėktuvo, kai aukštai yra didelė drėgmė.
- Palydovinėse nuotraukose giedromis dienomis kartais matyti ilgi debesų ruožai, susidarę iš daugybės debesų pėdsakų.
Namų Darbai
Debesėlis stiklainyje
Sauga: Jei naudojate karštą vandenį arba aerozolį, kreipkitės į suaugusįjį.
Priemonės
- skaidrus stiklinis indas
- karštas vanduo
- ledo kubeliai
- aerozolinis purškalas (arba plaukų lakas) arba trumpai uždegtas degtukas (tik suaugusiesiems).
Žingsniai
- Į indą įpilkite šiek tiek karšto vandens, kad sušildytumėte ir sudrėkintumėte viduje esantį orą.
- Ant indo uždėkite dangtelį arba lėkštę su keliais ledo kubeliais, kad oras viduje vėstų iš viršaus.
- Greitai į indą įpilkite trumpą aerozolinio purkštuvo srovę (arba atsargiai užlašinkite šiek tiek dūmų iš degtuko ir užgesinkite), kad susidarytų mažytės dalelės, prie kurių galėtų prikibti vanduo.
- Stebėkite indo viršų – drėgnas oras atvės ir suformuos mažyčių lašelių arba ledo kristalų rūką. Ką tai rodo: Mažytės dalelės leidžia vandens garams kondensuotis, kai oras vėsta, todėl susidaro matomas debesis, panašus į kondensacinį pėdsaką.
Žodynas
- Kondensacinis pėdsakas: Ledo kristalų eilė, likusi už lėktuvo, kai šaltame ore užšąla vandens garai.
- Santykinė drėgmė: Kiek oro prisotinta vandens garais, palyginti su didžiausiu kiekiu, kurį jis gali sutalpinti toje temperatūroje.
- Ledo kristalas: Mažas ledo gabalėlis, susidarantis iš vandens garų šaltame ore.
- Branduolys: Naujos dalelės (pvz., ledo kristalo), prie kurios gali prilipti vandens garai, pradžia.
Atsakymai į klausimus
Ar visi lėktuvai palieka pėdsakus?
Ne. Lėktuvai palieka pėdsakus tik tada, kai oras yra pakankamai šaltas ir drėgnas, kad išmetamosios dujos užšaltų.
Kodėl kai kurie pėdsakai greitai išnyksta?
Jei aplinkinis oras yra sausas, ledo kristalai sublimuojasi ir pėdsakas greitai išblunka.
Ar pėdsakai gali virsti tikrais debesimis?
Taip – patvarūs pėdsakai gali plisti ir susijungti su kitais ledo kristalais, sudarydami plonus plunksninių debesų sluoksnius.