Hoofdstuk 14 van Kees Floor: 'Het weer op satellietbeelden', Elmar, Rijswijk 2005

'In onze tijd van druk vliegverkeer is de vorming van vliegtuigwolken een verschijnsel dat ons allen vertrouwd is geworden', zo schreef de bij sterrenkundigen en meteorologen bekende professor Minnaert in 1975 in het tweede deel van De Natuurkunde van 't vrije veld. Uit zijn beschrijving van het verschijnsel kun je opmaken dat hij met veel plezier de vorm en het gedrag van deze kunstmatig opgewekte bewolking heeft bestudeerd. Inmiddels is het vliegverkeer drastisch toegenomen. De vertrouwdheid met vliegtuigwolken is er nog steeds, maar het enthousiasme is tanende. In de komkommertijd tijdens de zomervakantie bevatten de opiniepagina's van de dagbladen geregeld inzendingen van lezers die door het verschijnsel een zonnige dag aan hun neus voorbij zien gaan. Ook wie de sterrenhemel wil waarnemen, is niet blij met de extra bewolking die de vliegtuigen veroorzaken. Daarnaast zijn de contrails, zoals de vliegtuigwolken ook wel genoemd worden, in een kwaad daglicht komen te staan door een mogelijke rol bij klimaatveranderingen.

Vliegtuigwolken hangen op vlieghoogte, zo'n acht tot twaalf kilometer hoog; ze ontstaan in delen van de dampkring waar het min veertig graden is of kouder. De vliegtuigwolken bestaan dan ook hoofdzakelijk uit ijskristallen. De vereiste vlieghoogte werd voor de eerste maal bereikt in de Eerste Wereldoorlog; de oudste waarnemingen van vliegtuigwolken dateren van 1915. Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw zijn ze een geregelde verschijning geworden aan de hemel. Vanaf dat moment is het vliegverkeer per jaar gemiddeld negen procent toegenomen.
Vliegtuigwolken beginnen op een afstand van tien tot dertig meter achter de motoren van het toestel (beelden onder) en kunnen onder daarvoor gunstige omstandigheden tientallen tot honderden kilometers lang worden. Daardoor zijn ze soms ook urenlang zichtbaar.

Satellietbeelden
De condensatiesporen van vliegtuigen zijn op satellietbeelden geregeld waar te nemen, vooral als ze zich aftekenen tegen een contrasterende ondergrond. Meestal gaat het om rechtlijnige, dunne strepen. Evenals een waarnemer vanaf het aardoppervlak door verwaaiende vliegtuigwolken heen de blauwe hemel kan zien, is van boven af het aardoppervlak zichtbaar door uitwaaierende contrails. Als de vliegtuigwolken zich boven andere wolken bevinden, zijn ze niet of nauwelijks te zien, tenzij ze een schaduw werpen op die onderliggende bewolking.
Naast de gewone, rechtlijnige vliegtuigwolken, worden in uitzonderlijke gevallen, afhankelijk van vluchtpatroon en wind, ook spiraalvormen waargenomen. Beeld 7 geeft een voorbeeld. Zo'n patroon ontstaat als het vliegtuig 'in de holding' hangt en rondjes vliegt. Zonder wind zou een cirkelvormige contrail te zien zijn, met wind ontstaat een spiraal. In het geval van beeld 7 stond er op de vlieghoogte van ongeveer negen kilometer een noordelijke wind van 110 kilometer per uur.

3. Vliegtuigwolken boven Het Kanaal, 9 december 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.	4. Vliegtuigwolken boven het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan bij Labrador, Newfoundland. Datum: 7 mei 1999. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.	5. Vliegtuigwolken met hun schaduwen boven het Bovenmeer en het Michiganmeer en omgeving, 9 oktober 2000. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.	6. Vliegtuigwolken boven de Noordzee. De tinten van het zeewater rond Denemarken wijzen op algenbloei (zie hoofdstuk 17: Kleurrijk oceaanwater). Datum: 1 juni 2004. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Ontstaan
Vliegtuigwolken bestaan grotendeels uit ijs. Dat blijkt zowel uit metingen ter plekke als uit het optreden van bijzonnen en andere haloverschijnselen in de contrails; van haloverschijnselen is namelijk bekend dat ze zich uitsluitend voordoen in ijskristallen. Toch vormen zich in de waterdamp die bij de verbranding in de motoren vrijkomt, eerst waterdruppeltjes. Dat komt doordat ijskristallen alleen direct uit waterdamp kunnen ontstaan met behulp van zogeheten sublimatiekernen en die zijn vrij zeldzaam. Ook bij de vorming van wolkendruppeltjes zijn kernen nodig, maar deze zogenoemde condensatiekernen zijn meestal overvloedig aanwezig: zelfs buiten de uitlaatgassen van vliegtuigen bevat lucht gewoonlijk al zo'n honderd condensatiekernen per kubieke centimeter die geschikt zijn om druppelvorming op gang te brengen. Bovendien vraagt de directe overgang van waterdamp naar ijs om een hogere luchtvochtigheid dan de overgang van waterdamp naar vloeibaar water, dus is de keuze voor de atmosfeer niet zo moeilijk. De waterdruppeltjes kunnen ontstaan doordat de lucht in de warme, vochthoudende uitstoot van de vliegtuigmotoren bij menging met de koude omgevingslucht tijdelijk oververzadigd raakt ten opzichte van waterdamp.

Vliegtuigwolken boven het Rhônedal in Frankrijk, ten westen van Lyon. De opname werd gemaakt op 15 mei 2002 vanuit het internationale ruimtestastion. Recent gevormde contrails zijn dunne strepen; oudere vliegtuigwolken zijn enigszins verwaaid door de wind. Rechtsboven het Meer van Genève.	Spiraalvormig patroon boven Zuidoost-Engeland en de Noordzee veroorzaakt door vliegtuig in de holding; 15 april 1993 ca. 1354 UT. Geheel onder zijn de Waddeneilanden nog net te zien. Opname van de Amerikaanse quasi-polaire weersatelliet NOAA 11. Wisselbeeld VIS/IR..	7: Spiraalvormige vliegtuigwolk boven de Duitse Bocht, 22 mei 1998, 1236 UT. Opname van de Amerikaanse weersatelliet NOAA 14. Beeldbewerking DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland.

De waterdruppeltjes bevriezen overigens snel; bij temperaturen van min veertig of daaronder zijn daarvoor geen vrieskernen meer nodig. Zolang er nog vloeibaar water in het condensatiespoor aanwezig is, groeien de ijskristallen aan ten koste van de overgebleven wolkendruppeltjes. Boven ijs is de dampspanning namelijk lager dan boven vloeibaar water; ijs trekt daardoor als het ware de waterdamp bij de waterdruppeltjes naar zich toe. Na verloop van tijd is er in de vliegtuigwolk geen vloeibaar water meer over.
Het verschil in dampspanning boven water en boven ijs maakt ook dat ijskristallen kunnen overleven in gebieden waar waterdruppeltjes verdampen en waar het dus, afgezien van de condensatiesporen van de vliegtuigen, onbewolkt is. Vliegtuigwolken die zich lang handhaven, bevinden zich steeds in lucht die oververzadigd is voor ijs, maar nog niet verzadigd voor vloeibaar water. Als de lucht wel verzadigd zou zijn ten opzichte van vloeibaar water, zou er allang bewolking zijn. De voor de vorming van vliegtuigwolken vereiste omstandigheden komen in de atmosfeer op vlieghoogte geregeld voor: naar schatting tien tot twintig procent van de tijd. De contrails treden vooral op in een zone direct voor het gebied van de hogere bewolking van een warmtefront. Daarnaast doen ze zich voor aan de zuidzijde van de zogeheten straalstroom en zo nu en dan tevens in heldere lucht ver weg van depressies.

Terug naar inhoudsopgave.

Vliegtuigwolken (wisselbeeld). Meer info.