Combien de temps durent les traînées de condensation ?

Une traînée de condensation se forme lorsque les gaz chauds et humides du moteur d'un avion à réaction rencontrent un air qui se trouve normalement sous les −40 °C. La vapeur d'eau issue de la combustion du kérosène, ajoutée à la vapeur déjà présente dans l'air, se condense sur des particules de suie et de sulfate présentes dans les gaz d'échappement et gèle presque immédiatement en formant des cristaux de glace. La ligne visible commence généralement quelques longueurs d'avion derrière les moteurs, cet espace correspondant au temps nécessaire au panache pour se refroidir suffisamment pour que la condensation commence. Pendant la première seconde, les cristaux sont minuscules et denses; ce qui se passe ensuite dépend entièrement de l'air environnant.

Si l'air ambiant est sec, les cristaux de glace se subliment à mesure que le panache se mélange à son environnement, et la traînée disparaît en quelques secondes ou minutes. Ce sont ces traînées courtes et trapues qui semblent poursuivre l'avion dans le ciel. Si l'air est sursaturé par rapport à la glace, une condition fréquente dans la haute troposphère, les cristaux ne s'évaporent pas; ils grossissent en captant la vapeur ambiante. Ces traînées persistantes peuvent durer des heures. Le cisaillement du vent les étire et les étend, et en quelques heures une ligne droite peut devenir une nappe diffuse de plusieurs dizaines de kilomètres de large, indiscernable des cirrus naturels. Des études satellitaires ont suivi des amas de traînées-cirrus se déplaçant sur des centaines de kilomètres sous le vent de couloirs aériens très fréquentés.

Les traînées persistantes comptent parce que ce sont des nuages, et les nuages de glace hauts et fins piègent plus de rayonnement infrarouge sortant qu'ils ne réfléchissent de lumière solaire. Des recherches résumées par l'EASA et la NASA suggèrent que les cirrus de traînée contribuent à un effet de réchauffement comparable, et peut-être supérieur, à celui des émissions de CO2 de l'aviation, bien qu'avec une grande incertitude. L'effet est très inégal: une petite fraction des vols, ceux qui traversent des régions sursaturées en glace, surtout de nuit, est responsable de la majeure partie du réchauffement. Cela a motivé des essais dans lesquels les compagnies aériennes ajustent l'altitude de croisière de quelques centaines de mètres pour éviter les couches humides, souvent avec un surcoût en carburant bien inférieur à un pour cent.

La règle pratique pour un observateur est simple. Les traînées qui s'estompent rapidement indiquent un air sec en altitude et, en général, un temps stable. Les traînées qui persistent et s'étalent signalent un air humide en altitude, souvent à l'avant d'un front chaud, et servaient de signe de prévision populaire bien avant que leurs effets radiatifs ne soient étudiés.