Dimma, moln och jetstrimmor

Lite bakgrund om MOLN

Orsaken till att den här artikeln har skrivits är diskussioner på nätet angående kondensstrimmor från flygplan.

Det verkar finnas grupper på nätet som anser att i stort sett alla kondensstrimmor är storebrors försök att påverka vädret eller undersåtarna via såkallade chemtrails. Eftersom det är tydligt att många skribenter inte har en aning om hur normala moln uppför sig kan det finnas behov av lite bakgrundsinformation.

Vatten och aggregationstillstånd

Vatten kan förekomma i olika tillstånd. Vilket tillståndet är beror av temperaturen och det atmosfäriska trycket.

Fast vatten, snö och is

Då temperaturen är under noll grader övergår vatten i fast form och förekommer då som snö och is. Trots att temperaturen är under noll grader kan vatten i viss utsträckning övergå i gasform genom såkallad sublimering om luftens fuktighet är låg eventuellt kopplat till lågt lufttryck. Vatten i fast form är naturligtvis mycket konkret påtagligt.

Flytande vatten

Vatten i havet, i bäckar och åar samt i form av regn är flytande vilket vi alla känner till. Vatten i flytande form är naturligtvis också mycket påtagligt.

Vatten i gasform

Då man kokar vatten börjar vatten övergå i gasform och vatten i denna form är helt genomskinlig och i princip osynlig. Då gasens temperatur sjunker tillräckligt mycket kan en del av vattenångan kondenseras till mikroskopiska vattendroppar som syns som dimma.

Vatten övergår i osynlig vattenånga i bilden ovan.

Ångan från den varma koppen hinner kondenseras så att dimma bildas. Dimman består av mikroskopiska vattendroppar alltså vatten i vätskeform.

Hur bildas dimma

Under vissa tider på året är det vanligt att det bildas dimma nära marken på låglänta ställen under kvällen och natten. Då solen går upp kommer dimman rätt snabbt att försvinna. Vad är det fråga om?

Under en klar dag kommer rätt stora mänder vatten att avdunsta från marken och att avges av gröna växter som en biprodukt av fotosyntesen.

På kvällen kommer luften att ha en hög luftfuktighet. Då solen börjar gå ner minskar mängden instrålad energi och utstrålning av energi till rymden börjar bli dominerande. Resultatet är att markytans temperatur sjunker eftersom värme kontinuerligt strålar ut. Luften nära marken kommer att kylas av och bli tyngre.

Om vi betraktar en dalgång så kommer den kalla tunga luften nära markytan att börja rinna ned i dalgången varvid varmare luft högre upp tar dess plats och kyls ner. Den kalla luften kommer att samlas längst ner i dalen eftersom den inte kan rinna längre ner då marken kommer emot. Nedkylningsprocessen då värme strålar ut kombinerat med kall luft som rinner ner längs slänterna är så effektiv att det t.o.m. på sommaren kan bildas frost nere i dalen. Den typiska situationen är dock att temperaturen sjunker så lågt att den relativa luftfuktigheten når 100% varvid vattenånga övergår i vattendroppar och det bildas dimma. Då dimma bildas kommer det att frigöras värme och samtidigt kommer dimman att minska utstrålningen av värme.

Då solen går upp kommer det rätt snabbt att stråla in så mycket värme att dimmans vattendroppar igen övergår i vattenånga som är genomskinlig … dimman försvinner.

Motsvarande situation uppstår lätt på hösten över ett varmt hav då lufttemperaturen blir lägre än havsytans temperatur. Nära havsytan är luftfuktigheten mycket hög. Då temperaturen sjunker så bildas på motsvarande sätt som ovan dimma nära havsytan. Dimlagrets tjocklek behöver inte vara mer än några meter.

Temperaturfördelningen i atmosfären

Atmosfären brukar delas upp i olika delar

  • Troposfären (0 – 11 km). Troposfären når i medeltal 11 km över jordytan, 7 km vid polerna och 17 km vid ekvatorn och innehåller omkring 80% av atmosfärens gaser. Temperaturen minskar med höjden. I troposfären blandas luften livligt vertikalt på grund av att varm luft stiger uppåt där temperaturen är lägre, däremot blandas luften mycket lite mellan norra och södra halvklotet. Blandningen mellan troposfären och stratosfären är också liten. Allt väder äger rum i troposfären, och nästan alla moln finns i troposfären.
  • Stratosfären (11 – 55 km). Temperaturen ökar med höjden. Detta beror på att ozonlagret i mitten av stratosfären absorberar ultraviolett ljus och den övre delen av stratosfären absorberar mer energirik kosmisk strålning. Luften blandas mycket mindre vertikalt i stratosfären eftersom temperaturens stigning med höjden hämmar stigningen hos eventuell varmluft. I stratosfären förekommer ibland pärlemormoln.
  • Mesosfären (55 – 85 km). Temperaturen minskar med höjden; detta är den kallaste delen av atmosfären, speciellt kring sommarpolen där nattlysande moln ofta förekommer.
  • Termosfären (85 – 600 km). Temperaturen ökar först kraftigt med höjden på grund av solens joniserande strålning, men planar sedan ut så att termosfärens övre delar blir i stort sett isoterm. Detta beror på att molekylernas fria medelvåglängd inom övre termosfären kan bli tusentals km, och när molekylerna kan röra sig fritt så långt tar de även med sig temperaturen från där de var tidigare. Inom termosfären förekommer aldrig några moln, däremot kan norrsken förekomma där.

Regionerna mellan dessa fyra lager kallas tropopausen, stratopausen och mesopausen.

Då man förflyttar sig från markytan uppåt i atmosfären visar det sig att temperaturen sjunker med en hastighet man brukar kalla ”lapse rate”. Allmänt kan lapse rate beteckna hur en godtycklig atmosfärisk variable avtar med höjden, men vi betraktar nu temperaturen.

Upp till ca. tio kilometers höjd kommer temperaturen att avta rätt jämnt med höjden. Temperaturen sjunker med ca. 6.4 grader C/km . På ungefär tio kilometers höjd är temperaturen ungefär -50 grader C. Då man betraktar bilden ovan ser man att temperaturen vid 12-13 km höjd igen börjar stiga för att nå ungefär noll grader på 50 km höjd.

Hur bildas moln?

En varm vårdag lyser solen på ett svart plöjt fält. Stora mängder vattenånga avdunstar från marken och bildar en ”bubbla” ovanför fältet. Vattenånga har molekylvikten 16 g/mol + 2 gram/mol = 18 g/mol (en syreatom + två väteatomer) vilket är betydligt mindre än molekylvikten för huvudkomponenterna kväve och syre (28 g/mol respektive 32 g/mol) vilket betyder att bubblan förr eller senare lossnar från markytan och börjar stiga uppåt ungeför som en ballong, samtidigt börjar följande bubbla bildas på samma plats. Tätheten hos vattenånga är alltså lägre än luftens täthet. Vattenångan fungerar alltså som lyftgasen i en gasballong. Situationen påminner mycket om situationen i en kokande kastrull där samma punkt ofta genererar ångbubbla efter ångbubbla.

Då den fuktiga luftbubblan stiger uppåt kommer dess täthet att minska eftersom lufttrycket minskar högre uppåt. Resultatet blir att temperaturen i bubblan sjunker med i medeltal ca. 6.4 grader/km. Eftersom luften ovanför fältet var nästan mättad med vattenånga behövs inte någon stor temperatursänkning för att ångan kanske en halv kilometer upp skall kondenseras till vattendroppar d.v.s. dimma och resultatet är att ett moln bildas.

En normal solig dag då det är högtryck kommer det nybildade molnet att omges av torr luft vilket betyder att de nybildade vattendropparna i molnet rätt snabbt kommer att blandas med torrare luft och dropparna avdunstar och försvinner eftersom vattenånga är genomskinlig. Vattnet finns fortfarande i leften men vi kan inte se den.

Vårt svarta plöjda fält kommer att regelbundet att generera nya bubblor under dagen och varje bubbla ger upphov till ett litet moln. Då man betraktar situatione från ett flygplan ser man ofta rätt tydligt hur samma punkt på marken ger upphov till en rad små moln som så småningom löses upp och försvinner.

De varma fuktiga luftbubblorna ger upphov till något som kallas termik. Segelflygare kan använda stigande termikbubblor som hiss och på detta sätt vinna höjd utan att använda motor.

Det är intressant att notera att den nedre kanten på moln ofta är rätt distinkt d.v.s. nästan knivskarp. Orsaken är helt enkelt att den höjd som dimma bildas på bestäms av temperaturprofilen i atmosfären och höjden där moln bildas ur termikbubblor bestäms av lapse rate.

Om det bildas väldigt mycket termikbubblor så kan bubblorna gå ihop och större moln bildas. Eftersom det då inte finns torrare luft kring bubblorna så kommer molnen inte att upplösas utan luftmassan fortsätter att stiga uppåt med hjälp av den frigorda värmen från kondenseringen vattenånga-dimma. Då den fuktiga luften når en nivå där temperaturen ligger under noll grader fryser dimman till is och stora mängder värme frigörs vilket gör att luftmassan förs ännu högre upp. Om tillräckligt mycket vattenånga avdunstar från marken på tillräckligt stora områden kan höga åskmoln skapas där de vertikala luftströmmarna inne i molnet kan skapa statisk elektricitet … vi får ett åskmoln. Toppen av ett åskmoln kan nå upp till tio kilometers höjd.

Det visar sig att moln kan bestå antingen av små vattendroppar på samma sätt som dimma eller av små iskristaller. Typiskt så är molnen ”dimma” nära marken och iskristaller högre upp i atmosfären.

Hur bildas jetstrimmor

Då flygfotogen (kerosen) förbränns i en flygmotor bildas koldioxid, vatten och små mängder sot (mikropartiklar av kol). Då flygplanet flyger på en höjd där temperaturen är tillräckligt låg så kommer vattenångan i avgaserna att kondenseras till dimma/moln och vi ser en jetstrimma.

Då flygplanet landar/startar är luftens temperatur så hög att den osynliga vattenångan inte kondenseras till synlig dimma. På låg höjd brukar således inga kondensstrimmor bildas. Observera att mängden vatten är så liten i avgaserna att blandningen med luft nere i atmosfären snabbt får en jetstrimma att försvinna.

Då ett flygplan startar/landar flyger det med en relativt låg hastighet vilket kräver att vingarna genererar mycket lyftkraft vilket i sin tur kräver mycket lågt tryck på vingarnas översida. Då trycket på ett mycket kort ögonblick sjunker, då luftströmmen passerar vingen,  bildas ofta temporärt dimma nära vingspetsarna. Denna dimma försvinner lika snabbt som den skapades då luften igen värms upp då trycket återgår till det normala bakom vingen.

Vad avgör om en jetstrimma blir hängande kvar

Information om jetstrimmor och varför de ibland hänger kvar och ibland försvinner rätt snabbt hittar du här (engelska) contrail.

För att det skall bildas en jetstrimma som hänger kvar länge krävs att temperaturen är mycket låg d.v.s. -50 … -60 grader C samt att luften är supersaturerad i förhållande till is. Då agaserna kommer ut ur motorn innehåller de ca. 1.2 kg vattenånga per liter förbrännt flygbränsle. Avgaserna blandas med omgivande luft och kyls ner. Om den omgivande luften är väldigt torr kommer vattenångan inte att kondenseras till vattendroppar/iskristaller och man får ingen bestående jetstrimma.

Då luften är mycket kall -50 … -60 grader C samt dessutom i stort sett saturerad med fuktighet så kondenseras vattnet i avgaserna och det bildas dimma/iskristaller som inte kan avdunsta eftersom den omkringliggande luften är nästan mättad med vattenånga. Jetstrimman kan då bli hängande kvar under rätt lång tid.

En jetstrimma kan slås på/stängas av skenbart slupmpmässigt. Orsaken är lätt att förstå. Antag att flygplanet flyger med samma motoreffekt. Då planet får order att byta flyghöjd från säg 11500 m till 8000 m dyker det från extremt kall luft ner i betydligt varmare luftlager. Som man ser i ovanstående referens är det höjdområde inom vilket synliga jetstrimmor bildas  begränsat och då flyghöjden sänkts tillräckligt så upphör plötsligt jetstrimman att bildas.

Då flygplanet flyger nära gränsen för det område där kondensstrimma bildas blir situationen följande. Gränsen mellan det kalla saturerade området där kondensstrimma blir kvar och det lägre varmare området är inte en matematiskt plan yta utan mera att betrakta som ytan av ett hav med vågor. Vi kan då få en situation där flygplanet plöjer igenom osynliga vågor i atmosfären och vi ser områden med kvarhängande jetstrimma omväxlande med områden utan jetstrimma.

Det är värt att notera att flygmotorutvecklingen har lett till att om ett gammalt och ett nytt flygplan flyger bredvid varandra på samma höjd så tenderar det moderna flygplanet att generera jetstrimma oftare än det äldre flygplanet. Orsaken är att det nyare flygplanets motorer har en högre verkningsgrad vilket betyder att de utströmmande avgaserna är kallare. De kallare avgaserna hinner lättare frysa till iskristaller innan de blandas med omgivande torrare luft, som får dem att försvinna, än de varmare avgaserna från det äldre planet. De varma avgaserna från det gamla planet blandas med den omgivande torrar luften och innan is hunnit bildas har vattendropparna redan avdunstat till vattenånga som är osynlig.

Dagens moderna flygplan flyger på allt högre höjd eftersom luftmotståndent minskar ju högre man flyger (proportionellt mot luftens täthet). Högre flyghöjd betyder samtidigt automatiskt att sannolikheten för att en ”bestående” kondensstrimma skall bildas är högre än då planen flyger på lägre höjd.

Chemtrails?

Det finnas grupper av människor som tror att i princip alla jetstrimmor är avsiktliga utsläpp av en okänd maktgrupp och som är avsedda att påverka vädret eller människors psyke via olika kemiska tillsatser, detta är ren smörja.

Man har i USA, i Sovjetunionen och i Kina med varierande resultat besått regnmoln med bl.a. silverjodid för att på konstgjord väg skapa regn. Man har kunnat få existerande moln att producera regn t.ex. så att regnet har fallit framför en stad eller t.ex.Olympiska spel och på detta sätt minska vädrets inverkan lokalt genom att låta regnmoln regna ur sig innan de når området man vill skydda.

Den främsta orsaken till att chemtrails skapade genom tillsattsämnen i flygbränsle  är ren smörja är att flygmotorer är extremt dyrbara. Att lägga till små mängder biodisel i flygplansbränslet krävde år av experiment eftersom ingenting får skadas och motorerna måste hållas igång kontinuerligt. Att lägga till mikropartiklar av Aluminium, kolpartiklar och andra ämnen i bränslet är att beställa stora problem, något ingen vågar riskera.

Chemtrail-troende verkar tro att man med blotta ögat kan avgöra vilka kondensstrimmor som är såkallade chemtrails och vilka som är ”naturliga”. Motsvarar detta den gamla metoden att spå framtiden i kaffesump?

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s


%d bloggare gillar detta: