Ukryte piękno lotnictwa, czyli jak samoloty tworzą “dziury w chmurach”?
Aparatura OLI-2 obecna na pokładzie satelity Landsat 9 uchwyciła niedawno nad terytorium USA wyjątkowe zjawisko, bo chmury typu hole-punch, które są znane również jako formacje cavum. Zdjęcia zyskują na popularności nie bez powodu, bo przedstawiają hipnotyzujące i rzadkie zjawisko atmosferyczne, które fascynuje zarówno naukowców, jak i obserwatorów. Trudno się temu dziwić, bo przypominają perfekcyjnie wycięte dziury w warstwach chmur średniego piętra, a ich piękno kryje w sobie fascynujące procesy fizyczne, które ukazują subtelną interakcję między lotnictwem a warunkami atmosferycznymi.
Czytaj też: Amerykański as przestworzy zagrożony? Chiny pokazały nowy samolot wojskowy H-20
Chmury typu hole-punch, naukowo znane jako cavum, pojawiają się w chmurach mieszanych, takich jak altocumulus czy altostratus. Te warstwy chmur, pokrywające około 8% ziemskiego nieba, zawierają zarówno krople wody, jak i kryształki lodu, a powstają wtedy, gdy fragment chmur zdaje się „wypadać”, tworząc okrągłą lub eliptyczną dziurę otoczoną pierzastymi smugami opadających opadów, zwanych virga. Zjawisko to robi szczególne wrażenie, bo z góry wygląda jak czyste nacięcia w chmurach, podczas gdy z dołu przypomina delikatnie opadające smugi ku Ziemi. Najczęściej obserwuje się je zimą i to nigdzie indziej, jak w pobliżu ruchliwych lotnisk.
Podstawą tego zjawiska jest zachowanie przechłodzonych kropel wody w chmurach średniego piętra, które pozostają w stanie ciekłym, mimo że temperatura spada poniżej 0°C. Kiedy jednak zostaną zakłócone przez czynnik zewnętrzny, na przykład przelatujący samolot, krople te gwałtownie zamarzają, tworząc kryształki lodu. Tak się z kolei składa, że podczas lotu skrzydła i silniki samolotu powodują nagłe ochłodzenie, obniżając ciśnienie i temperaturę powietrza. Ten efekt wywołuje zamarzanie przechłodzonych kropel, co uruchamia reakcję łańcuchową rozprzestrzeniającą się w chmurze. Kryształki lodu stają się ciężkie i zaczynają opadać, tworząc charakterystyczną pustkę w chmurze. Opadające kryształki lodu są widoczne jako smugi virga, które nadają formacjom cavum ich unikalny wygląd.
Czytaj też: Niewidzialne samoloty wojskowe. Chiny zrewolucjonizowały właśnie lotnictwo
Dlatego właśnie lotniska są miejscami, gdzie cavum pojawiają się najczęściej. Ma to miejsce zwłaszcza zimą, bo badania wskazują, że warunki atmosferyczne sprzyjają tworzeniu cavum w około 3–5% przypadków na całym świecie, a w miesiącach zimowych szansa ta wzrasta do 10–15%. Co ciekawe, do tej pory wykazano, że nawet sam kąt, pod jakim samoloty przelatują przez chmury, wpływa na kształt cavum. Ostre kąty tworzą małe, okrągłe formacje, podczas gdy płytkie kąty mogą powodować powstawanie wydłużonych „kanałowych chmur” ze smugami virga. Z kolei dodatkowe czynniki, takie jak grubość chmur, temperatura powietrza i siła wiatru, decydują o wielkości i widoczności tych formacji.
Czytaj też: Przypomnij sobie ostatni długi lot samolotem. Dzięki Chinom ten “koszmar” przejdzie do historii
Poza swoim estetycznym urokiem, formacje chmur tego typu dostarczają cennych danych meteorologom badającym dynamikę chmur mieszanych. Zjawisko to daje wgląd w procesy opadów oraz wpływ lotnictwa na systemy pogodowe.