A che altitudine si formano le scie di condensazione?

Una scia di condensazione è una nube cirro creata dall'uomo. Il gas di scarico del motore è caldo e contiene vapore d'acqua e particelle di fuliggine; quando si mescola con l'aria circostante, la miscela si raffredda e, se l'aria circostante è sufficientemente fredda, il vapore condensa sulla fuliggine e gela in una frazione di secondo. La fisica alla base è stata elaborata negli anni '40 e '50 da Ernst Schmidt e Herbert Appleman, e il criterio di Schmidt-Appleman indica la soglia: la temperatura ambiente deve essere inferiore a circa −40 °C, con il valore esatto che dipende dalla pressione, dall'umidità e dall'efficienza del motore.

Queste temperature si trovano nella troposfera superiore. Nell'atmosfera standard, l'aria scende sotto i −40 °C a circa 8 km (26.000 ft) di altitudine e raggiunge i −56 °C alla tropopausa, che alle latitudini temperate si trova intorno agli 11 km (36.000 ft). Gli aerei di linea volano in crociera tra 9 e 12 km (30.000–40.000 ft), proprio perché lì l'aria sottile e fredda permette il minor consumo di carburante, per cui la maggior parte delle scie visibili da terra provengono da questa fascia di altitudine. Ai tropici, dove l'aria è più calda alla stessa altitudine, la soglia si sposta più in alto; nell'inverno polare le scie di condensazione possono formarsi ad altitudini molto più basse, occasionalmente anche al suolo.

Il fatto che una scia diventi solo una traccia breve o uno strato che si espande dipende dall'umidità dell'aria circostante, non dall'aereo. Se l'aria circostante è secca, i cristalli di ghiaccio sublimano in pochi secondi e la scia di condensazione è lunga solo poche centinaia di metri. Se l'aria è sovrassatura rispetto al ghiaccio — una condizione frequente nella troposfera superiore e invisibile all'occhio — i cristalli crescono, la scia persiste per ore, e il wind shear la allarga in un cirro di condensazione diffuso che può coprire migliaia di chilometri quadrati.

Per il clima, contano soprattutto le scie di condensazione di lunga durata. Riflettono un po' di luce solare durante il giorno, ma trattengono la radiazione infrarossa uscente 24 ore su 24, e le stime per il settore aereo indicano che i cirri di condensazione contribuiscono con un effetto di riscaldamento paragonabile a quello del biossido di carbonio dell'aviazione. Poiché le regioni sovrassature di ghiaccio sono strati sottili, spesso solo poche centinaia di metri di spessore, compagnie aeree e ricercatori stanno testando piccole variazioni di altitudine per evitarle.

Da terra è difficile stimare l'altitudine di una scia di condensazione, ma ci sono indizi. Una scia con uno spazio visibile tra il motore e la nube, che si forma solo diverse lunghezze d'aereo più indietro, è tipica dell'altitudine di crociera. Le scie ad altitudini di attesa o di salita inferiori a circa 8 km sono rare nelle estati temperate. Le app di tracciamento che mostrano l'altitudine di un volo in transito indicano quasi sempre 10-12 km per una scia persistente — un controllo utile per chi vuole sapere cosa sta passando sopra di sé.