A que altitude se formam os rastos de condensação?

Um rasto de condensação é uma nuvem cirro criada pelo homem. O gás de escape do motor é quente e contém vapor de água e partículas de fuligem; quando se mistura com o ar ambiente, a mistura arrefece e, se o ar ambiente estiver suficientemente frio, o vapor condensa-se sobre a fuligem e congela numa fração de segundo. A física subjacente foi desenvolvida nas décadas de 1940 e 1950 por Ernst Schmidt e Herbert Appleman, e o critério de Schmidt-Appleman estabelece o limiar: a temperatura ambiente tem de estar abaixo de cerca de −40 °C, sendo o valor exato dependente da pressão, da humidade e da eficiência do motor.

Estas temperaturas encontram-se na troposfera superior. Na atmosfera padrão, o ar desce abaixo de −40 °C por volta dos 8 km (26 000 ft) de altitude e atinge −56 °C na tropopausa, que nas latitudes temperadas se situa por volta dos 11 km (36 000 ft). Os aviões comerciais voam em cruzeiro entre 9 e 12 km (30 000–40 000 ft), precisamente porque é aí que o ar fino e frio permite o menor consumo de combustível, pelo que a maioria dos rastos visíveis do solo provém desta faixa de altitude. Nos trópicos, onde o ar está mais quente à mesma altitude, o limiar desloca-se para cima; no inverno polar, os rastos de condensação podem formar-se a altitudes muito mais baixas, ocasionalmente até ao nível do solo.

O facto de um rasto se tornar apenas um traço breve ou uma camada que se expande depende da humidade do ar ambiente, não do avião. Se o ar ambiente estiver seco, os cristais de gelo sublimam em segundos e o rasto de condensação tem apenas algumas centenas de metros de comprimento. Se o ar estiver sobressaturado em relação ao gelo — um estado frequente na troposfera superior e invisível a olho nu —, os cristais crescem, o rasto persiste durante horas, e a tesoura do vento espalha-o numa camada difusa de cirros de condensação que pode cobrir milhares de quilómetros quadrados.

Para o clima, são sobretudo os rastos de condensação persistentes que contam. Refletem alguma luz solar durante o dia, mas retêm radiação infravermelha a sair durante as 24 horas, e as estimativas para o setor da aviação indicam que os cirros de condensação contribuem com um efeito de aquecimento comparável ao do dióxido de carbono da aviação. Como as regiões sobressaturadas em gelo são camadas finas, muitas vezes com apenas algumas centenas de metros de espessura, companhias aéreas e investigadores estão a testar pequenas alterações de altitude para as contornar.

Do solo, é difícil estimar a altitude de um rasto de condensação, mas há indícios. Um rasto com um espaço visível entre o motor e a nuvem, que só se forma vários comprimentos de avião depois, é típico da altitude de cruzeiro. Rastos em altitudes de espera ou de subida abaixo de cerca de 8 km são raros em verões temperados. As aplicações de seguimento que mostram a altitude de um voo que passa indicam quase sempre 10 a 12 km para um rasto persistente — uma verificação útil para quem quer saber o que está a passar por cima.