Als het zonnig weer is en je kijkt naar de blauwe lucht boven je, is vaak goed te zien waar de vliegtuigen hebben gevlogen. De lucht zit vol met witte strepen die kriskras over de hemel verdeeld zijn. Meteorologen gebruiken ze om het weer te voorspellen, en er wordt ook nieuw onderzoek naar gedaan. Waar komen deze strepen nou precies vandaan, en wat kunnen we ermee?
Het ontstaan
Passagiersvliegtuigen vliegen in ons land op ongeveer tien kilometer hoogte. Daar is het erg koud, de temperatuur ligt rond de vijftig graden onder nul. Op het moment dat er een vliegtuig voorbij komt vliegen, komen er allerlei uitlaatgassen uit de achterkant van het vliegtuig. Vliegtuigen vliegen op kerosine; dit is een mengsel van verschillende koolwaterstoffen. In kerosine is het aantal waterstofatomen gemiddeld twee keer zo groot als het aantal koolstofatomen. De verbrandingsreactie kunnen we dan als volgt opschrijven:
2 CnH2n + 3n O2 -> 2n CO2 + 2n H2O
We zien dat bij de verbranding van kerosine waterdamp vrijkomt. Meestal is er al een hoeveelheid waterdamp in de lucht aanwezig. De streep ontstaat wanneer het vliegtuig de waterdampconcentratie aanvult totdat de lucht ermee verzadigd is. Dan ontstaan er ijskristallen. Om te bevriezen is een kristallisatiekern nodig en daarvoor kunnen stofdeeltjes dienst doen. Als zo’n klein druppeltje bevriest, zal het sterk aangroeien door waterdamp uit de omgeving aan te trekken.
Vliegtuigstrepen (contrails) in de lucht.
Wikimedia Commons, SketchUp via CC BY-SA 3.0Voorspellingen van het weer
Stel dat de lucht erg droog is op die hoogte. De concentratie van ijskristallen en waterdamp in de streep is dan hoger dan daarbuiten. De lucht is niet verzadigd en kan nog water opnemen. Dat gebeurt vervolgens ook. Je ziet dat de streep zich oplost in de lucht; de streep verdwijnt. Hoe droger de lucht, hoe sneller de streep verdwijnt.
Weerkundigen kunnen dan ook door te kijken naar de snelheid waarmee vliegtuigstrepen oplossen, afleiden wat voor weer het gaat worden. Als de strepen snel oplossen, is de lucht droog en is de kans klein dat het weer zal omslaan. Als de strepen echter lang blijven staan zal waarschijnlijk binnen een paar dagen het weer omslaan.
Soms is het echter niet zo makkelijk om onderscheid te maken tussen vliegtuigstrepen en normale bewolking. Dit komt doordat de strepen ‘uitwaaieren’. Bij ons in Nederland blijkt uit waarnemingen van een satelliet dat de vliegtuigstrepen gemiddeld een tot twee dagen blijven bestaan; behoorlijk lang dus! En dat klopt ook wel, want erg stabiel is ons weer hier niet zo vaak…
De vliegtuigstrepen (contrails) van een Airbus A340 jet boven Londen, Groot Brittannië.
Wikimedia, Adrian Pingstone via CC0Een vliegtuigstreep wordt gevormd.
Broeikaseffect
We weten allemaal dat teveel CO2 bijdraagt aan een toename van het broeikaseffect. Uit de vergelijking voor verbranding van de kerosine blijkt dat daarbij CO2 vrijkomt. Uitlaatgassen van vliegtuigen dragen, net zoals uitlaatgassen van auto’s, bij aan het broeikaseffect en zijn daardoor slecht voor het milieu.
Maar er is nog een ander effect waardoor vliegen slecht is voor het milieu. Vliegtuigen zijn een belangrijk vervoermiddel voor de mens. Veel sneller kun je niet reizen, en snelheid is erg belangrijk in onze gehaaste samenleving. Alleen al op Schiphol werden in 1999 zo’n 36.735.000 passagiers vervoerd. Dat betekent dat 393.600 vliegtuigbewegingen (1 vliegtuigbeweging is het opstijgen of het landen van een vliegtuig). Deze vliegtuigen vliegen natuurlijk niet allemaal over Nederland, maar er zijn er ook die van andere luchthavens komen en over ons land vliegen. Dat geeft dus op een heldere dag heel veel vliegtuigstrepen aan de hemel.
Als de vliegtuigstrepen lang genoeg blijven bestaan zullen ze ‘uitwaaieren’ in de lucht. Je kunt aan het eind van een zonnige dag vaak zien dat de hemel als het ware bedekt is met een deken van wolken; de vliegtuigstrepen.
Deze ‘deken’ zorgt ervoor dat er minder zon doordringt op aarde. Maar de vliegtuigstrepen laten ook minder warmte terugstralen naar de ruimte. Omdat het laatste effect groter is dan het eerste is het netto-effect dat het gemiddeld warmer wordt op aarde. En wel zoveel warmer dat de bijdrage van de vliegtuigstrepen aan het broeikaseffect even groot is als die van de CO2 ontstaan uit de kerosine.
Ander onderzoek
Op het eerste gezicht lijkt het misschien niet zo nieuw en verrassend, maar er is op het moment toch een hoop te doen over ‘contrails’ (dat is de Engelse term voor vliegtuigstrepen, afkomstig van de woorden ‘condensation’ (condensatie) en ‘trail’ (spoor)). Er wordt namelijk erg veel baanbrekend onderzoek gedaan bij grote onderzoeksinstellingen, zoals in Nederland bij het KNMI en in Amerika bij de NASA.
Wat onderzoeken ze dan, zou je kunnen zeggen. In principe weten we waar wolken vandaan komen, maar wat het effect is op het milieu is nog lang niet duidelijk. Het zou bijvoorbeeld kunnen zijn dat al die ijskristalletjes die ontstaan roetdeeltjes bevatten die ook vanuit de uitlaat komen. Dat kan natuurlijk nooit goed zijn voor het milieu. Zoals net al gezegd is hebben de strepen waarschijnlijk ook een grote invloed op het broeikaseffect, ook daar wordt nog veel onderzoek aan gedaan.
Het belangrijkste doel van al dat onderzoek is dus er achter te komen wat voor een invloed vliegtuigstrepen hebben op het milieu, en hoe we die eventueel negatieve invloed zouden kunnen verminderen.
Dit artikel is eerder verschenen in nummer 6 uit de jaargang 2002 van het blad Archimedes.