هل نظرت يوماً ما إلى السماء الزرقاء الصافية، لِترى طائرةً نفاثةً مُحلِقة عبرها، تاركةً وراءها ذيلاً طويلاً من الغيوم الرفيعة؟ هل لاحظتَ أن طائرة الركاب التجارية لاتترك وراءها أي أثر من هذا القبيل؟ دعونا نتعرف على السبب في هذا المقال.
أولاً للإجابة عن هذا السؤال، علينا أن نعرف كيفة عمل مُحركات الطائرة النفاثة.
في الحقيقة، إنّ التركيب الكيميائي للوقود المُستخدم في الطائرات النفاثة يختلف قليلاً عن ذلك المُستخدم في السيارات، حيث أنه يتكون في مُعظمهِ من زيوت البارافين (المعروف بـ Jet A) أو الكيروسين (Jet B)، فهو بذلك وقود أكثر نقاءً ويستطيع توليد طاقة أكبر بكثير من نظيره المُستخدم في السيارات، وهذا بسبب الحاجة للطائرات النفاثة للسفر بسرعات عالية جداً.
في محرك السيارة، يختلط الوقود مع الهواء في غرفة الاحتراق (Combustion Chamber). وحين يشتعل بشرارة كهربائية ناتجة عن بطارية السيارة، يحترق الوقود مولداً حرارة كبيرة والتي تجعل الهواء يتوسع. إنّ توسع الهواء يدفع المكبس في إحدى نهايتي الغرفة، والذي بدوره يقوم بتحريك العجلات. وعند ازدياد الضغط على المكبس، يهرب الهواء ويعود المكبس إلى مكانه.
أما في المحرك النفاث، لايوجد المكبس. وبدلاً من ذلك، وعند احتراق الوقود، يقوم بإطلاق ثنائي أكسيد الكربون وبخار الماء، ودفعهما من خلال فوهة ضيقة إلى التوربينات (يتكون التوربين الواحد من مراوح مُتعددة ومُرتبة بالتوالي). أخيراً، يُسبب الغاز المندفع الدوران السريع جداً لريش مراوح التوربين، مما يدفع الطائرة النفاثة إلى الأمام.
إذاً، مالذي يسبب ذلك الأثر للطائرات النفاثة؟
تطير الطائرات النفاثة على ارتفاعات عالية جداً، غالباً على ارتفاع 25000 قدم (7620 متر) أو أكثر فوق سطح البحر. ويكون الهواء بارداً جداً في هذه المرتفعات، -40C أو أقل. وبينما تُحلق الطائرة النفاِثة على هذا الارتفاع، ينطلق ثنائي أكسيد الكربون وبخار الماء من التوربينات ذات الحرارة العالية داخل المحرك، مُباشرةً نحو الهواء المُجَمد.
إنّ هذا الانتقال السريع لبخار الماء يجعلهُ يتكاثف بسرعة جداً ليصبحَ ماءً، وأحياناً يتحول إلى جُسيمات ثلج. مؤقتاً، تزداد كثافة الماء في الهواء، وتتصرف قطرات الماء أو الكريستالات الثلجية كنُوى مُكَثِفة (Condensation Nuclei). بمعنى آخر، تقوم جُزيئات القطرات بجذب بعضها إلى بعض، لتشكل قطرات ماء أكبر حجماً. هذه تمامً ماهية الغيوم، ملايين من القطرات الصغيرة جداً، والمُعلقة في الهواء. ولأنه مُشكل من بخار ماء مُكثف، فإنّ أثر الطائرة النفاثة يُطلق عليه اسم الأثر المُكثَف (ConTrail).
والآن، هل شاهدت يوماً ما طائرة نفاثة حربية في عيد وطني تُطلق خلفها ذيلاً ملوناً بألوان مُختلفة؟
في الحقيقة، يتم ذلك الاستعراض بحقن أصباغ خاصة في فوهة العادم، والتي تقوم بالإختلاط مع بخار الماء فور خروجه من المحرك. غالباً ما تدوم هذه الذيول لبضع دقائق على الأقل ريثما تتفرق القطرات عن بعضها البعض.
أخيراً، هل ياترى يمكن لآثار الطائرات النفاثة التأثير على المناخ؟
إنّ الأثر المُكثَف للطائرات النفاثة قد يستمر لفترة قصيرة جداً، وأحياناً يدوم لساعات عديدة. ففي المناطق الحضرية المُزدحمة، قد يكون هنالك المئات من هذه الآثار بسبب إقلاع وهبوط الطائرات المتكرر في المطارات. تختلط الآثار المُكثَفة مع الضباب الدخاني والملوثات للمدينة، والتي تُشكل جميعها ضباباً طويل الأمد فوق المدينة.
يمكن أنك لاحظت أن بعض القرى تكون في الليل باردة أكثر قليلاً مقارنةً بمدن كبيرة متواجدة على نفس خط العرض. في الحقيقة يعود ذلك إلى أنه في النهار، تسقط أشعة الشمس باستمرار على الأرض، وتقوم الأرض بعكسها وإرسالها مجدداً مع إشعاعها الذاتي نحو الفضاء. أما في الليل، لايوجد أشعة ساقطة من الشمس، يوجد فقط إشعاع الأرض، وهذا هو سبب انخفاض حرارة الأرض في الليل. ولكن، ومع وجود الضباب المُشكل فوق المدينة، يُحبس جزء من هذه الحرارة، ممايسبب إبقاء الجو دافئاً بدلاً من البرودة.
المصدر:
Everyday Chemistry – Why do jet planes leave a trail behind them? (n.d.). The Human Touch of Chemistry. Retrieved November 5,
