Estela

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Per a altres significats vegeu «Estela (desambiguació)».
Aquesta imatge d'un estudi de la NASA sobre els remolins de la punta d'ala clarament il·lustra la potència d'aquesta estela.

L'estela apareix darrere dels cossos en moviment a través d'un fluid. La resistència aerodinàmica total apareix com una pèrdua de moment i un augment d'energia en aquesta estela. La grandària i la intensitat de l'estela és un indicatiu de la resistència aerodinàmica del perfil del cos. L'estela es pot detectar, per exemple, quan se'ns creua un camió per davant el rastre d'aire del qual ens absorbeix.

Els moviments de l'avió no intencionats poden estar causats per l'estela (turbulències). Les turbulències ordinàries són habituals, sobretot a la fase d'aproximació. Un pilot que sospiti que una turbulència d'estela està afectant el seu avió, ha de sortir d'aquesta estela o preparar-se per trobar-se una estela més potent. La topada amb l'estela pot ser, inicialment, molt suau. Tot i això, hi ha hagut seriosos accidents en els quals els pilots han perdut el control de l'avió degut a la severitat de l'estela.

Deixant d'un jet

El deixant és l'estela o rastre que deixa darrere seu un cos en moviment a l'aigua o a l'aire, a l'aire sol ser condensació, encara que el seu efecte també pot ser creat artificialment amb fum. Les embarcacions produeixen també un deixant a l'aigua al seu pas. En el cas de vaixells impulsats per hèlixs, el corrent d'expulsió de la mateixa, se suma a l'efecte del deixant pròpiament dit. En cas de mar en calma el seu efecte persisteix durant hores. Els traços o deixants d'avió són àrees de condensació que s'originen per darrere de les fuites de les turbines i que formen cirruss artificials (de vegades anomenats deixants de vapor). També es generen en els vòrtexs de les ales dels jets, que precipiten un corrent de cristalls de gel en atmosfera humida i freda. Al contrari de la seva aparença, no ocasionen pol·lució. Els deixants es produeixen quan hi ha una pressió molt baixa a gran altitud. Però també es poden produir en un caça quan vola a poca altitud, modificant l'obertura de la tovera.

Deixant d'un vaixell.
Deixants de vapor sobre l'Antàrtida.

Altres deixants que es dissipen molt ràpid es produeixen en els extrems de les ales. A causa de la diferència de pressió de la part superior i inferior de les ales es produeix un corrent d'aire en els extrems en forma de remolí. Quan la diferència de pressió de les cares és més gran, en ascensos ràpids, loopings, el remolí es fa prou fort per crear un buit a causa de força centrífuga. Aquest buit fa que aire baixi ràpidament de temperatura i el vapor es condensi.

Deixant iridescent.

Els deixants aeris poden ser creats de dues maneres:

1) Les fuites del jet incrementen la quantitat d'humitat en l'atmosfera terrestre, provocant que el seu contingut d'aigua arribi al punt de rosada o de saturació. Així es causa la condensació del vapor del combustible querosè cremat, i es forma el deixant.

Els combustibles d'aviació com la gasolina per a motors a pistó, o parafínics/querosè per a motors jet, consisteixen en hidrocarburs. Al cremar-se, el carboni es combina amb l'oxigen formant diòxid de carboni, l'hidrogen es combina amb l'oxigen formant aigua, que escapa com vapor de les fuites. Per cada litre de combustible cremat (oxidat), es produeix un litre d'aigua, agregat a l'aigua condensada present (de la humitat de l'aire) en el combustible. A grans altituds, aquest vapor es troba amb un ambient fred, (a major altitud, menor temperatura) baixant la temperatura del vapor fins a la seva condensació en petites gotes d'aigua i/o sublimant en gel. Les múltiples gotes i/o els cristalls de gel formen els deixants. Com la temperatura perquè el vapor passi a l'estat líquid o sòlid varia amb el temps i la distància, el vapor necessari per condensar en àrees de l'avió es pot generar d'alguna manera a l'aeronau.

La majoria del contingut ennuvolat ve de l'aigua atrapada en l'aire circumdant. A grans altituds, el vapor d'aigua superefredat requereix una arrencada per aconseguir la desublimació. Les partícules d'escapament de les fuites de les turbines actuen com tal arrencador, causant que el vapor atrapat passi ràpidament a cristalls de gel.

2) Les ales de l'aeroplà causen una caiguda en la pressió de l'aire en el veïnatge de l'ala (això explica en part com aconsegueix volar un objecte més pesat que l'aire). Aquesta caiguda de pressió brinda una disminució de la temperatura, fent que es condensi part del vapor d'aigua de l'aire i formi deixants, però només a grans altituds. A més baixes altituds, aquest fenomen es coneix com ectoplasma. L'ectoplasma és més comú de veure en moments d'embranzides d'alta energia dels motors, com per exemple en combat, o en jets de línies durant l'enlairament i l'aterratge, en llocs de molt baixa pressió, en les ales, i freqüentment en turbo-fan. Les fuites de deixants es fan més estables i durables en alta altitud.

Impacte climàtic[modifica | modifica el codi]

Seqüència de múltiples deixants en una àrea d'alt trànsit aeri.
Foto de satèl·lit de Nova Scotia amb nombroses deixants de jets volant entre l'est Eastern Seaboard i Europa.

Els deixants poden afectar la formació de núvols, com una forçant radiatiu. Diversos estudis han trobat que els deixants atrapen radiació dè llarga longitud emesa per la Terra i l'atmosfera (forçant radiatiu positiu) a una major taxa que l'entrant radiació solar (forçant radiatiu negatiu). Així, la producció de deixants és una altra font més de escalfament.[1]

Estudis han determinat que els vols nocturns són responsables d'efecte escalfament: mentre que contribueixen amb tot just el 25% de dia, de nit contribueixen amb el 60 al 80% de forçants radiatius. Similarment, els vols hivernals solament representen el 22% del trànsit anual aeri, però contribueix amb el 50% del forçant radiatiu anual mitjà.[2]

Efectes de l'11-S

S'ha hipotetitzat que en una regió com EUA amb tan alt tràfic aeri, els deixants afecten el temps, redueixen la calor solar durant el dia i la radiació de calor durant la nit per l'increment de l'albedo. La suspensió dels vols per tres dies als EUA. després del 11-S va donar una oportunitat de provar aquesta hipòtesi. Els mesuraments van mostrar que sense deixants, el rang de Tº diürnes (diferència de les Tº del dia i de la nit) va ser d'1 °C més alt que immediatament abans.[3] S'ha suggerit que això sigui degut al temps in-usualment net d'aquell període.[4]

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Ponater et al., GRL, 32 (10): L10706 2005
  2. Stuber, Nicola; Piers Forster, Gaby radel, Keith Shine. The importance of the diurnal and annual cycle of air traffic for contrail radiative forcing. 441 (en anglès), 15 juny 2006, p.864 -867. DOI 10.1038/nature04877. 
  3. Travis et al., J. Clima, 17, 1123-1134, 2004
  4. Kalkstein and Balling Jr, Climate Research, 26, 1-4, 2004

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]