Mlžnou čáru za letícím letadlem někdy pozoroval každý z nás. Stále narůstající letecký provoz však může mít na svědomí podstatně silnější efekty, než jen rýsování přímek na obloze. Podle nového výzkumu amerických fyziků mohou letadla způsobit za příznivých podmínek i nečekané sněžení.

Sníh bude v tomto případě dopadat především na hlavy lidí, kteří žijí v blízkosti letišť.

Pro někoho je pohled do mraků zdrojem výtvarné či básnické inspirace, pro jiné zase jen zdrojem informací nutných k tomu, zda mají před odjezdem do práce přibalit i deštník. Podívá-li se však do oblak meteorolog, či ještě spíše fyzik, uvidí před sebou nesmírně zajímavý a dynamický systém, který přímo vybízí ke studiu.

Američtí vědci nedávno přišli s vysvětlením vzniku jevu, který je pozorován již 50 let – děr a kanálů v mracích. Modely jejich vzniku, které vypracovali, vysvětlují i zvýšené srážky v blízkosti letišť.

Tunel proražený letadlem

Průlet letadla dokáže s vodními párami v atmosféře udělat řadu věcí. Tím nejběžnějším, široce známým a také dobře prozkoumaným efektem je mlžná čára z kondenzovaných par a ledových krystalků (viz box).

Vědci však již delší dobu znají i další efekt, který mají letadla na svědomí. Jsou jím právě oblačné kanály (canal clouds), které letadla v mracích doslova prorážejí, či díry (punch holes), jež mohou vzniknout, když letadlo startuje a prolétává skrze mraky vzhůru.

Tyto jevy mohou v přírodě vznikat i spontánně, činnost letadel jejich vznik však výrazně usnadňuje. Jenže vysvětlením vzniku a zejména důsledků těchto podivuhodných jevů se kupodivu až donedávna příliš mnoho vědců nezabývalo.

Podivná věc na radaru

Andrew Heymsfield, který vedl tým odborníků z Boulderu i několika dalších amerických výzkumných center, by se ke zkoumání tunelů a děr v mracích také nedostal, nebýt zvláštní shody okolností.

V zimě roku 2007 byl společně se svými kolegy přítomen jistému experimentu NCAR (The National Center for Atmospheric Research – Národní centrum pro výzkum atmosféry), jehož se účastnilo i několik letadel s turbovrtulovým motorem.

Po šesti měsících od konce této mise přišel za Heymsfieldem jeho kolega, jenž během tohoto výzkumu obsluhoval radar. „Podívej se na tu podivnou věc, která se objevila na mém radaru, řekl mi,“ vzpomíná na počátek svých výzkumů  Heymsfield.

„Šlo o pásmo srážek, které na tomto místě není v zimním období běžné,“ dodává vědec. Souvislost mezi průletem letadla a srážkami byla tedy na světě.

Semínka mraků

Proč by však vlastně měla mít letadla vliv na tvorbu počasí? Princip je v jádru velice jednoduchý. Vodní páry tvořící mraky nemají samy o sobě příliš velkou tendenci proměňovat své skupenství na kapalinu (kapky) či dokonce pevnou látku (vločky, kroupy atd.).

Potřebují k tomu „postrčit“ pomocí tzv. kondenzačních jader.

Tato jádra, tedy skutečná „semínka“ deště či sněhu, mohou být nejrůznějšího původu i typu. Jedním z důležitých typů jsou i ledové krystalky, které vznikají mimo jiné činností letadel a díky nimž vznikají v mracích právě ony tunely.

A jak vlastně k jejich vzniku dojde? Copak jsou letadla natolik chladná, aby zmrazila vodní páry? To jistě ne, jako pohyblivý mrazák však přece jen fungovat umějí.

Hluboce podchlazené páry

Díry a tunely vznikají, když jsou vodní páry v takzvaném přechlazeném stavu. V praxi to znamená, že teplota par je pod bodem mrazu, aniž by ještě krystalky ledu vznikaly. Takové krystalky se však vytvoří díky podtlaku, který vzniká na okrajích vrtulí či na zadní hraně křídel.

Průlet tryskového letadla dokáže snížit teplotu okolního vzduchu o 20 °C, vrtule ještě o 10 ºC více. Při relativně vzácné shodě okolností, kdy je teplota přechlazených par dejme tomu -20 °C, ubere průlet letadla dalších 20 stupňů a kýžené ledové krystalky jsou na světě.

Hledá se příčina

Heymsfield s kolegy se soustředil zejména na to, jaká letadla tento efekt způsobují a jak často k němu vůbec dochází. K tomu bylo pochopitelně třeba posbírat potřebná data, tedy informace o tom, jak vlastně utváření mraků tímto způsobem vypadá.

Použili k tomu kombinaci informací z nejrůznějších radarů, satelitních snímků a v neposlední řadě také údajů získaných od americké Federální správy letů (FAA), která dohlíží nad civilními lety na území Spojených států.

Tento úřad jim také poskytl informace jak o datu a místu vzletu, tak i typu letadla.

Hrozí nám srážkové peklo?

A jaké byly jejich závěry? V první řadě zjistili, že kýžený mrakotvorný efekt dokážou způsobit prakticky všechny typy letadel od malých turbovrtulových až po velké tryskáče.

Je však možné, že tento efekt nějak významně proměňuje způsoby, jimiž v atmosféře celé planety cirkulují vodní páry?

Podle Andyho Heymsfielda není třeba mít velké obavy. „Ve sledovaném vzorku se podmínky nutné pro vznik srážek  touto cestou vyskytly pouze asi ve 2–3 % případů.“

Největší pravděpodobnost takového jevu je pochopitelně v okolí letišť. Letadel je zde nejvíce a navíc prolétávají mraky pod úhlem, který je pro vytvoření díry či tunelu příznivý. V meteorologii a fyzice atmosféry je však málokterá předpověď na 100 % jistá.

Známý meteorologický „efekt motýlího křídla“ tak může způsobit, že start letadla v Chicagu ovlivní i počasí i v české kotlině.

Jak se kreslí na oblohu?

*Málo lidí by dokázalo vysvětlit, kde se čáry na obloze za letadly vlastně berou.

*Za jejich vznik je zodpovědný chod motoru letadla.

*Při spalování paliva, které se skládá především z různých jednoduchých uhlovodíků, vzniká totiž jako jeden z koncových produktů hoření voda.

*Když je vzduch v okolí letadla dostatečně nasycen vodními párami či alespoň dostatečně podchlazen, začnou páry kondenzovat, až se nakonec přemění v drobounké ledové krystalky.  *Významným pomocníkem při kondenzačním procesu jsou drobné částečky nečistot, které jsou dalším z produktů spalování.

*Tyto zplodiny, které jsou z chemického hlediska buď přímo sírou, nebo nějakou jednoduchou sirnatou sloučeninou, fungují jako kondenzační jádra, díky nimž se pára začne shlukovat a vytvářet mraky.

*Za vhodných podmínek mohou tyto čáry nastartovat i proces tvorby mraků typu cirrus (tj. řasy či kučery), které jsou také tvořeny převážně ledovými krystalky.

Díry v mracích a ufoni

*Díry či tunely v mracích (angl. punch holes clouds či canal clouds) jsou zajímavým, byť ne příliš častým jevem, který vzniká pouze v typech mraků, odborně nazývaných cirrocumulus a altocumulus.

*O tom, jak takové jevy vypadají, napovídá již samotný název. Jde buď skutečně o jakýsi tunel kruhovitého průměru, který se může postupně rozšiřovat, či o „díru“ v mracích vypadající jako Rákosníčkův rybníček Brčálník, promítnutý na oblohu.

*Jako každá „mlha“ se pochopitelně i tyto krásné a zvláštní struktury nakonec rozplynou, vydrží však v mracích i po dobu 4 hodin. Díky své neobvyklosti a zároveň nápadnosti jsou tyto atmosférické jevy také nejčastěji zodpovědné za „zaručené“ zprávy o příletu UFO.