أثر التكثيف

تُعرف آثار التكثيف ( أو آثار البخار ) بأنها سحب خطية الشكل تتشكل نتيجة انبعاثات عوادم محركات الطائرات أو تغيرات ضغط الهواء ، وعادةً ما تكون هذه الآثار على ارتفاعات تحليق الطائرات التي تزيد عن عدة كيلومترات فوق سطح الأرض . تتكون هذه الآثار بشكل أساسي من الماء على هيئة بلورات جليدية . ويؤدي اجتماع بخار الماء في عوادم محركات الطائرات مع انخفاض درجات الحرارة المحيطة على ارتفاعات عالية إلى تشكل هذه الآثار.

تُوفّر الشوائب الموجودة في عادم المحرك من الوقود، بما في ذلك السخام ومركبات الكبريت (0.05% من وزن وقود الطائرات)، بعض الجسيمات التي تُشكّل نوى تكثيف السحب لنمو قطرات الماء في العادم. إذا تشكّلت قطرات الماء، فقد تتجمّد لتُكوّن جزيئات جليدية تُشكّل ما يُعرف بـ"المسار النفاث". ^{[ 1 ]} كما يُمكن أن يتشكّل هذا المسار نتيجةً لتغيّرات ضغط الهواء في دوامات أطراف الأجنحة ، أو في الهواء فوق سطح الجناح بأكمله. ^{[ 2 ]} تُسمى المسارات النفاثة، وغيرها من السحب الناتجة مباشرةً عن النشاط البشري، بالسحب المتجانسة. ^{[ 3 ]}

تُعرف آثار البخار الناتجة عن الصواريخ باسم "آثار التكثيف الصاروخية" ^{[ 4 ]} أو "آثار التكثيف الصاروخية". يُعزز بخار الماء والهباء الجوي الناتج عن الصواريخ "تكوين السحب الجليدية في طبقات الغلاف الجوي المشبعة بالجليد". ^{[ 5 ] [ 6 ]} تتكون سحب آثار التكثيف الصاروخية بشكل رئيسي من " جزيئات أكسيد المعادن ، وجزيئات تكثيف بخار الماء ذات درجة الحرارة العالية، وغيرها من نواتج احتراق المحرك ". ^{[ 5 ]}

اعتمادًا على درجة الحرارة والرطوبة على الارتفاع الذي تتشكل فيه آثار التكثيف، قد تكون مرئية لبضع ثوانٍ أو دقائق فقط، أو قد تستمر لساعات وتنتشر لتصل إلى عدة كيلومترات/أميال، لتُشبه في النهاية السحب الرقيقة الطبيعية أو السحب الركامية المتوسطة . ^{[ 1 ]} تُعدّ آثار التكثيف المستمرة ذات أهمية خاصة للعلماء لأنها تزيد من كثافة السحب في الغلاف الجوي. ^{[ 1 ]} تُوصف أشكال السحب الناتجة رسميًا بأنها متماثلة التحول، ^{[ 7 ]} وقد تُشبه السحب الرقيقة، أو السحب الركامية الرقيقة، أو السحب الطبقية الرقيقة، وتُسمى أحيانًا السحب الرقيقة الجوية. ^{[ 8 ]} تُساهم بعض آثار التكثيف المستمرة والمنتشرة في تغير المناخ . ^{[ 9 ]}

يتكون عادم المحرك بشكل أساسي من الماء وثاني أكسيد الكربون، وهما ناتجان عن احتراق الوقود الهيدروكربوني. وقد لوحظت العديد من النواتج الكيميائية الأخرى الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للوقود الهيدروكربوني، بما في ذلك المركبات العضوية المتطايرة ، والغازات غير العضوية ، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، والمركبات العضوية المؤكسجة ، والكحولات ، والأوزون ، وجزيئات السخام، بتراكيز أقل. وتعتمد هذه التراكيز على نوع المحرك ووظيفته الأساسية. ^{[ 10 ]} عند الارتفاعات العالية، ومع خروج بخار الماء هذا إلى بيئة باردة، يمكن أن تؤدي الزيادة الموضعية في بخار الماء إلى رفع الرطوبة النسبية للهواء إلى ما بعد نقطة التشبع . ثم يتكثف البخار إلى قطرات ماء صغيرة تتجمد إذا كانت درجة الحرارة منخفضة بدرجة كافية. وتشكل ملايين قطرات الماء الصغيرة هذه، أو بلورات الجليد، ما يُعرف بآثار التكثيف. ويُعزى تشكل آثار التكثيف على مسافة ما خلف الطائرة إلى الوقت الذي يستغرقه البخار ليبرد بدرجة كافية للتكثف. في المرتفعات العالية، يحتاج بخار الماء فائق التبريد إلى عامل محفز لتشجيع الترسيب أو التكثيف. تعمل جزيئات العادم في عادم الطائرة كعامل محفز، مما يؤدي إلى تكثيف البخار المحتبس بسرعة. تتشكل آثار العادم عادةً في المرتفعات العالية، وتحديدًا فوق 8000 متر (26000 قدم) ، حيث تقل درجة حرارة الهواء عن -36.5 درجة مئوية (-34 درجة فهرنهايت ) . كما يمكن أن تتشكل بالقرب من سطح الأرض عندما يكون الهواء باردًا ورطبًا. ^{[ 11 ]}    

تنتج أطراف الأسطح الدوارة (مثل ^{المراوح} والدوارات ) أحيانًا آثارًا مرئية. [ ^{12 ]}

في الأسلحة النارية، يُلاحظ أحيانًا أثر بخاري عند إطلاق النار في ظروف نادرة، نتيجةً لتكثف البخار الناتج عن تغيرات ضغط الهواء حول الرصاصة. ^{[ 13 ] [ 14 ]} ويمكن ملاحظة الأثر البخاري للرصاصة من أي اتجاه. ^{[ 13 ]} يجب عدم الخلط بين الأثر البخاري ومسار الرصاصة ، وهو تأثير انكساري ناتج عن تغيرات ضغط الهواء أثناء حركة الرصاصة، وهو ظاهرة أكثر شيوعًا (وعادةً ما يُلاحظ فقط من خلف الرامي مباشرةً). ^{[ 13 ] [ 15 ]}

قد تكون مساهمة آثار الطائرات في تغير المناخ مماثلة لمساهمة ثاني أكسيد الكربون._٢- انبعاثات من قطاع الطيران، لكن هذا يعتمد على الفترة الزمنية المختارة. بشكل عام، تحبس آثار الطائراتالإشعاع طويل الموجةالمنبعث من الأرض والغلاف الجوي أكثر مما تعكسالإشعاع الشمسي، مما يؤدي إلى زيادة صافية فيالتأثير الإشعاعيتتراوح بين ٠.٠٣ و٠.٠٦ واط لكل متر مربع (واط/م²). ^{[ ١٦ ]} تختلف تأثيرات آثار الطائرات اختلافًا كبيرًا باختلاف وقت تشكلها، حيث إنها تخفض درجة الحرارة نهارًا وترفعها ليلًا، مما يقلل الفرق بينهما. ^{[ ١٧ ]} يتركز معظم التسخين الناتج عن آثار الطائرات فوق أوروبا وأمريكا الشمالية وشمال المحيط الأطلسي، بينما تمر الرحلات الجوية في مناطق أخرى مثل شرق آسيا غالبًا عبر هواء أكثر دفئًا، وبالتالي تقل احتمالية تشكل آثار الطائرات. ^{[ ١٨ ]}

أدى انخفاض حركة الطيران نتيجةً لجائحة كوفيد-19 إلى انخفاض كثافة آثار الطائرات. ونظرًا لتوقيت هذا الانخفاض، الذي بلغ ذروته في فصل الصيف في نصف الكرة الشمالي، حيث يحدث أكبر تبريد لآثار الطائرات، فقد تم تعويض انخفاض الاحترار الناتج عن قلة آثار الطائرات في فصلي الربيع والخريف بانخفاض التبريد الناتج عن قلة آثار الطائرات في فصل الصيف، مما لم يُسفر عن أي تأثير إشعاعي فعال (ERF) سنوي متوسط ​​ذي دلالة إحصائية ناتج عن تغيرات آثار الطائرات في عام 2020. وعلى الرغم من عدم وجود تأثير إشعاعي فعال عالمي صافٍ ذي دلالة إحصائية، فقد شهدت بعض المناطق البرية انخفاضًا ملحوظًا في درجات الحرارة، وصل إلى -0.2 كلفن، مقارنةً بما كان متوقعًا في ظل وجود آثار طائرات طبيعية. وقد حدثت هذه الانخفاضات في نفس المناطق التي شهدت تغيرات كبيرة في درجات حرارة آثار الطائرات في نصف الكرة الشمالي شبه الاستوائي. ^{[ 19 ]}

على الرغم من الحاجة إلى وقود إضافي، يُعتقد أن تغيير مسار نسبة صغيرة من الرحلات (ربما بتغيير طفيف في الارتفاع) سيُقلل بشكل ملحوظ من الاحتباس الحراري، وقد يُساهم استخدام أنواع وقود أنظف (مثل وقود الطيران المستدام ) ومحركات أحدث في ذلك أيضًا. ^{[ 18 ]} قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث، ^{[ 20 ] [ 21 ]} مثل كيفية تقدير الآثار المنهجية لتغيير المسار ^{[ 22 ]} ومقدار الزيادة في عبء عمل مراقبي الحركة الجوية. ^{[ 23 ]} تشمل المشاريع ContrailNet من Eurocontrol، ^{[ 24 ]} و Reviate، ^{[ 25 ]} ومشروع Ciconia، ^{[ 26 ]} بالإضافة إلى مشروع "contrails" من جوجل. ^{[ 27 ]} بينما تُشير جهات أخرى، مثل Satavia التابعة لشركة GE، إلى أن المناطق الجوية المُعرّضة لخطر تكوّن آثار الطائرات معروفة جيدًا بالفعل، وأنه يُمكن القيام بذلك الآن بتكلفة زهيدة جدًا، ببساطة عن طريق تعديل خطط الطيران. ^{[ 28 ]}

منذ عام 2025، اشترط الاتحاد الأوروبي رصد الاحتباس الحراري الناتج عن آثار الطائرات النفاثة. ^{[ 22 ]} وتتولى منظمة الطيران غير النفطية تنسيق الجهود الأوروبية حتى عام 2027.₂ شبكة الخبراء، ^{[ 29 ]} ولكن في عام 2025الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطبالأبحاث في الولايات المتحدة الأمريكية ووصفتها بأنها "مجزأة". ^{[ 30 ]} اعتبارًا من عام 2025لا يمكن رصد معظم آثار الطائرات النفاثة بواسطة الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض ، ^{[ 31 ]} ولكن يمكن استكمالها بأقمار صناعية متزامنة مع الشمس ورصد أرضي. ^{[ 32 ]} كما يمكن لتقنية الليدار الفضائية والأرضية المساعدة في رصد آثار الطائرات النفاثة، ويمكن للرصد الأرضي المرئي المساعدة في تحديد الرحلة التي تسببت في هذه الآثار. ^{[ 33 ]}

في نوفمبر 2025، أظهرت دراسة مشتركة لعدة معاهد بحثية ألمانية أن تأثيرات آثار الطائرات على المناخ لا يمكن تقديرها بشكل كافٍ لتبرير استراتيجيات تغيير مسارات الرحلات الجوية. ^{[ 34 ]}

قد يبدو أثر التكثيف الناتج عن طائرة تحلق باتجاه الراصد وكأنه ناتج عن جسم يتحرك عموديًا. ^{[ 35 ] [ 36 ]} في 8 نوفمبر 2010، في ولاية كاليفورنيا الأمريكية ، حظي أثر تكثيف من هذا النوع باهتمام إعلامي واسع، ووُصف بأنه "صاروخ غامض" لم تستطع السلطات العسكرية والطيران الأمريكية تفسيره، ^{[ 37 ]} واستغرق تفسيره على أنه أثر تكثيف ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 38 ]} أكثر من 24 ساعة ليتم قبوله من قبل وسائل الإعلام والمؤسسات العسكرية الأمريكية. ^{[ 39 ]}

عندما تمر طائرة عبر سحابة، يمكنها تشتيت السحابة في مسارها. يُعرف هذا باسم "ذيل التشتت" (اختصارًا لـ "ذيل التشتت"). يمكن لعادم محرك الطائرة الدافئ والاختلاط الرأسي المتزايد في أعقابها أن يتسببا في تبخر قطرات السحابة الموجودة. إذا كانت السحابة رقيقة بما يكفي، يمكن لهذه العمليات أن تُنتج ممرًا خاليًا من السحب في طبقة سحابية كثيفة. ^{[ 40 ]} ظهرت ملاحظة مبكرة عبر الأقمار الصناعية لآثار التشتت، والتي يُرجح أنها كانت ثقوبًا ممتدة ناتجة عن سقوط الطائرات، في دراسة كورفيدي وبراندلي (1986). ^{[ 41 ]}

تتشكل السحب عندما يتكثف بخار الماء غير المرئي إلى قطرات ماء مجهرية أو إلى بلورات جليدية مجهرية. قد يحدث هذا عندما يبرد الهواء الذي يحتوي على نسبة عالية من الماء الغازي. يتشكل أثر السحب عندما تُبخر حرارة عادم المحرك قطرات الماء السائلة في السحابة، محولةً إياها مرة أخرى إلى بخار ماء غازي غير مرئي. كما قد تنشأ آثار السحب نتيجةً لزيادة اختلاط (سحب) الهواء الجاف مباشرةً فوق أو أسفل طبقة رقيقة من السحب بعد مرور طائرة عبرها، كما هو موضح في الصورة الثانية أدناه.

• نظرية المؤامرة المتعلقة بالمسارات الكيميائية
• غرفة السحاب – كاشف جسيمات يعمل على مبدأ مماثل
• ثقب السقوط
• آثار السفن
• الكتابة في السماء
• قنديل البحر الفضائي
• تأثير توومي

• تعليم آثار الطائرات (أرشيف) | ناسا
• Contrails.nl: آثار الطائرات وضباب الطيران (مؤرشف في 20 فبراير 2011 على موقع Wayback Machine) | معارض لآثار الطائرات وضباب الطيران
• علوم التكثيف | موقع مرجعي لتفنيد القصص الغريبة حول آثار التكثيف
• دانينغ، برايان (15 فبراير 2007). "سكيبتويد #27: الكيمتريل: حقيقة أم خيال؟" . سكيبتويد .