Jak statki na niebie

Latem 1965 roku, John H. Conover z laboratorium badawczego lotnictwa Stanów Zjednoczonych otrzymał intrygujące zdjęcie. Wykonano je za pomocą jednego z pierwszych satelitów do obserwacji pogody - TIROSa, a przedstawiało kilka podłużnych chmur, przecinających naturalny układ wynikający z sytuacji synoptycznej. Jak wkrótce udało się potwierdzić, linie te były śladami po przepłynięciu statków.

Napędzany silnikiem spalinowym statek wypuszcza ze swoich kominów duże ilości spalin - "brudny ślad" wyróżniający się na tle względnie czystego, morskiego powietrza. Ale co mają spaliny wspólnego z chmurami?

Kropelki chmurowe praktycznie nie powstają w zupełnie czystym powietrzu. Do zapoczątkowania ich wzrostu niezbędne są tzw. jądra kondensacji (np. kryształki soli morskiej albo produkty spalania), pomagające przezwyciężyć barierę napięcia powierzchniowego. To ostatnie kojarzy nam się zwykle z czymś, co utrzymuje kroplę wody w całości - nie pozwala cząsteczkom na ucieczkę. Jednak bariera ta działa także w drugą stronę - utrudnia dostanie się molekuł do środka. Im mniejsza kropelka, tym trudniej jej urosnąć, cząsteczkom "wygodnie" jest więc zacząć od osiadania na czymś większym i w miarę możliwości higroskopijnym.

Kiedy w sklepie czeka na kupujących tylko jedna kasa, klienci tworzą jedną długą kolejkę. Jeśli otwartych stanowisk jest więcej, formuje się kilka krótszych ogonków. Podobnie jest w przypadku tworzenia się chmur - wstrzykiwanie do atmosfery dodatkowych jąder kondensacji skutkuje zwiększaniem liczby kropel chmurowych i zmniejszaniem ich objętości. Powstająca w ten sposób chmura ma nieco inne własności niż naturalna.

Przy tej samej całkowitej objętości wody, mnóstwo małych kropelek ma większe pole powierzchni niż kilka dużych (łatwo zapamiętać tę zasadę - wystarczy pomyśleć ile czasu zabiera obranie kilograma drobnych i wielkich ziemniaków). Im większa powierzchnia kropel, na którą mogą paść promienie słoneczne, tym więcej się ich rozprasza (chmura jest bielsza) a mniej dociera do powierzchni Ziemi. Sztuczna chmura ma też dłuższy czas życia niż naturalna - małym kropelkom trudniej jest urosnąć do rozmiarów kropel deszczowych i spaść na Ziemię.

Dzięki temu, że nad oceanem można porównać sytuację niemal naturalną z zaburzoną przez człowieka, ślady statków stanowią doskonały materiał do badania wpływu emitowanych przez nas zanieczyszczeń na chmury.

Aleksandra Kardaś

Autorka jest fizykiem atmosfery, prowadzi kurs "Meteorologia przez Internet" (w projekcie COME UW), lubi oglądać zjawiska meteo z Ziemi i... z kosmosu (od czego mamy satelity?).

Czytaj także:

Piachozagadka - jak wędruje piasek?

Do czego służy sztuczny język?

Jak my znosimy takie ciśnienie?