به گزارش آسیانیوز ایران؛ رد سفید و باریکی که پس از عبور هواپیماهای جت در آسمان دیده میشود، در ادبیات علمی هوانوردی و هواشناسی «کانتریل» (Contrail) نام دارد. این واژه مخفف عبارت Condensation Trail به معنای «رد میعان» است و به نوار ابری کشیدهای اطلاق میشود که در ارتفاعات بالا و در شرایط خاص جوی تشکیل میشود. در زبان فارسی از آن با عناوینی مانند «خط بخار»، «رد میعان» یا «خط ابری هواپیما» یاد میشود.
از منظر هواشناسی، کانتریل نوعی ابر یخی مصنوعی (Anthropogenic cirrus cloud) محسوب میشود که منشأ آن فعالیت موتورهای جت است. این پدیده نهتنها شاخصی از شرایط دمایی و رطوبتی لایههای فوقانی جو است، بلکه در سالهای اخیر در مطالعات اقلیمی نیز مورد توجه قرار گرفته است.
مکانیسم شکلگیری کانتریل بر پایه یک فرآیند ترمودینامیکی ساده اما وابسته به شرایط محیطی است. سه عامل اصلی در این فرآیند نقش دارند: خروجی موتور جت، شرایط دمایی جو و فرآیند میعان و انجماد.
در مرحله نخست، موتورهای جت که معمولاً از نوع Turbofan یا Turbojet هستند، در جریان احتراق سوخت هوانوردی، گازهای داغی تولید میکنند که شامل بخار آب، دیاکسید کربن و ذرات ریز معلق (Aerosols) است. بخار آب حاصل از احتراق، عامل اصلی شکلگیری کانتریل به شمار میرود.
در مرحله دوم، شرایط جوی در ارتفاع کروز هواپیما اهمیت مییابد. هواپیماهای تجاری معمولاً در بازه ارتفاعی حدود ۲۶ هزار تا ۴۰ هزار پا (تقریباً ۸ تا ۱۲ کیلومتر) پرواز میکنند. در این محدوده که در تروپوسفر فوقانی قرار دارد، دما اغلب بین ۴۰- تا ۶۰- درجه سانتیگراد است. فشار هوا پایین و در بسیاری از موارد رطوبت نسبی نزدیک به اشباع یخی است.
در چنین شرایطی، بخار آب خروجی موتور بهسرعت سرد میشود. این بخار ابتدا به قطرات ریز آب تبدیل شده و سپس در دمای پایین، به کریستالهای یخ تبدیل میشود. حاصل این فرآیند، تشکیل یک نوار سفید قابل مشاهده در پشت هواپیماست که همان کانتریل است.
کانتریلها از نظر دوام و گسترش به سه دسته اصلی تقسیم میشوند. نوع نخست، کانتریل کوتاهعمر (Short-lived contrail) است که معمولاً چند ثانیه تا چند دقیقه باقی میماند و در هوای نسبتاً خشک بهسرعت تبخیر میشود. این نوع اغلب به شکل خطوطی باریک و ناپایدار دیده میشود.
نوع دوم، کانتریل پایدار (Persistent contrail) است که در شرایط رطوبت بالا در لایههای فوقانی جو شکل میگیرد. این کانتریلها میتوانند چندین دقیقه تا ساعتها باقی بمانند و بهمرور پهن شوند. در این حالت، کریستالهای یخ بهدلیل اشباع رطوبتی محیط، تبخیر نمیشوند و ساختار ابری پایدار ایجاد میکنند.
نوع سوم، کانتریل گسترشیافته یا Contrail cirrus است. در این وضعیت، رد اولیه هواپیما بهتدریج به ابرهای سیروس گسترده تبدیل میشود و در مقیاس منطقهای گسترش مییابد. این نوع میتواند بر توازن تابشی زمین اثرگذار باشد، زیرا ابرهای سیروس بخشی از تابش فروسرخ زمین را بازتاب یا حبس میکنند.
از نظر ساختار فیزیکی، کانتریلها شباهت زیادی به ابرهای سیروس طبیعی دارند، زیرا هر دو از کریستالهای یخ تشکیل شدهاند. تفاوت اصلی در منشأ آنهاست: کانتریلها حاصل فعالیت انسانی (احتراق موتور جت) هستند، در حالی که سیروس طبیعی از فرآیندهای جوی شکل میگیرد. همچنین مسیر کانتریل معمولاً خطی و منطبق بر مسیر پرواز هواپیماست.
برای تشکیل کانتریل، همزمان باید چند شرط برقرار باشد: دمای بسیار پایین در تروپوسفر فوقانی (کمتر از ۴۰- درجه سانتیگراد)، رطوبت نسبی نزدیک به اشباع یخی، احتراق فعال موتور جت و جریان هوای سرد با سرعت بالا. اگر یکی از این عوامل فراهم نباشد، کانتریل یا تشکیل نمیشود یا بهسرعت از بین میرود.
در صنعت هوانوردی، کانتریل میتواند بهعنوان شاخصی از شرایط جوی در ارتفاع استفاده شود. همچنین در برخی مأموریتهای نظامی، بهدلیل قابلیت ردیابی بصری، اهمیت تاکتیکی دارد. از منظر فنی، تحلیل شکل و پایداری کانتریل میتواند اطلاعاتی درباره عملکرد موتور و وضعیت رطوبتی لایههای بالا ارائه دهد.
در حوزه اقلیم، کانتریلها بخشی از ابرهای سیروس مصنوعی را تشکیل میدهند و میتوانند بر تعادل انرژی زمین اثر بگذارند. برخی پژوهشها نشان دادهاند که این ابرهای مصنوعی ممکن است با کاهش اتلاف گرمای شبانه، به افزایش دمای شبانه کمک کنند. با این حال، نقش دقیق آنها در تغییرات اقلیمی همچنان موضوع تحقیقات علمی است.
گاهی کانتریل با اصطلاح «Chemtrail» اشتباه گرفته میشود؛ اصطلاحی که در برخی روایتهای غیرعلمی مطرح میشود. در ادبیات رسمی هواشناسی و هوانوردی، کانتریل یک پدیده فیزیکی شناختهشده ناشی از میعان بخار آب است و تاکنون شواهد علمی معتبری درباره پاشش مواد شیمیایی عمدی در این خطوط ارائه نشده است.
بهطور خلاصه، خط کانتریل یک پدیده هواشناختی و ترمودینامیکی است که در اثر ترکیب بخار آب موتورهای جت با شرایط سرد و مرطوب لایههای فوقانی جو شکل میگیرد. این پدیده بسته به شرایط محیطی میتواند گذرا یا پایدار باشد و حتی در مقیاس اقلیمی اثرگذار شود. در ترمینولوژی هوانوردی، کانتریل نهتنها نشانه عبور هواپیما بلکه شاخصی از وضعیت دما و رطوبت تروپوسفر فوقانی نیز محسوب میشود.