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當噴氣式飛機飛過晴朗的天空時,我們常常會看到機身后可能出現一條或數條長長的“白煙”。其實,這不是噴氣式飛機噴出來的煙,而是飛機排出來的廢氣與周圍環境中的空氣混合后形成的特殊云系。航空飛行界和航空氣象學上稱之為飛機尾跡,也就是人們俗稱的“飛機拉煙”。那么,它是如何形成的呢?
按成因,飛機尾跡可分成廢氣尾跡、空氣動力尾跡和對流性尾跡。廢氣尾跡又可分為廢氣凝結尾跡和廢氣蒸發尾跡。其中,人們最常見的是廢氣凝結尾跡,這也是下面將重點討論的內容。
飛機飛行時消耗大量的燃料,所產生的水汽和部分熱量隨廢氣排出飛機體外,進入大氣層,并與周圍環境空氣迅速混合,形成凝結尾跡。它的形成過程與地面上常見的露水、霜和空中的云不同。飛機在高空飛行時排出的廢氣與環境空氣相混合,此混合氣體的飽和程度取決于熱量與水汽增量兩者的凈效應。當增濕效應占優勢并超過某給定的臨界值時,就會有凝結尾跡形成;當增熱效應占優勢時,則不會發生凝結現象,也就不會出現凝結尾跡。由于廢氣的增熱與增濕效應是一定的,所以,此混合氣體究竟會不會出現凝結現象,將取決于環境空氣自身的溫度、濕度和大氣壓力。簡而言之,環境空氣溫度高時是不利于凝結尾跡形成的。只有當環境溫度相當低(通常在零下40攝氏度以下)時,才有可能出現飛機凝結尾跡。據有關資料表明,約86%的飛機尾跡出現在零下41攝氏度~零下60攝氏度的空氣中。如果空中溫度高于零下40攝氏度或低于零下60攝氏度,則很少會出現飛機尾跡現象。
總的來說,冬半年出現飛機尾跡的次數要多于夏半年。尾跡層的厚度平均在1公里~2公里,下限高度冬季最低,夏季最高。在較厚的飛機凝結尾跡中,不同高度上形成的尾跡長度和濃度也是不一樣的。通常,在它的底部出現的是長度較短而濃度較淡的尾跡,向上逐漸加長變濃,待達到一定高度后,再往上,又變成了斷斷續續色調淺淡的尾跡。
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