Verifica dell'esistenza di scie chimiche nei cieli di Milano il 19 gennaio 2008

In questo articolo riporto i risultati di una mia analisi di fotografie e video di scie di aerei e di dati di radiosondaggi atta a verificare l'eventuale esistenza di scie chimiche nei cieli di Milano sabato 19 gennaio 2008.

Questo articolo viene pubblicato dopo revisione da parte del Dott. F. Orsini.

1. La giornata

Sabato 19 gennaio 2007 è stata una giornata caratterizzata dalla presenza di numerose scie persistenti di aereo nel cielo di Milano.
Le scie, in un caso con una persistenza di più di trenta minuti, sono state visibili dalle prime ore del mattino. Alcune scie, oltre a persistere, si espandevano: la larghezza delle scie aumentava cioè in maniera considerevole durante il periodo di persistenza.

Scia persistente in espansione, ore 10:00.

In alcuni momenti è stato possibile osservare nel cielo, nello stesso momento, fino a 5 aerei rilasciare la loro scia. Il numero delle scie persistenti presenti nel cielo contemporaneamente era considerevole (nella foto di seguito sono visibili almeno otto scie persistenti).

Otto scie persistenti, ore 10:45.

Le scie si sono viste fino a tarda sera.

Scia e luna, ore 17:00

Il video posto qui di seguito, pubblicato ache nel post precedente, mostra alcune riprese del cielo di Milano effettuate in un arco temporale che va dalle 9 alle 11:30. Si noti in particolare ai minuti 00:30 e 01:40 la notevole differenza di dimensioni tra la scia appena prodotta e la scia espansa che fa da sfondo.

Video: Persistent jet trails over Milan



Cosa possiamo dire riguardo a queste scie? Si tratta di normali scie di condensazione? O abbiamo assistito al rilascio di scie chimiche?
Certamente la sensazione che si aveva guardando il cielo era strana. Scie in continuazione, aerei da tutte le parti. Di certo non una situazione frequente.
Per dire però che abbiamo osservato delle scie chimiche dobbiamo portare delle evidenze, produrre cioè dati forti e inattaccabili che dimostrino che le scie viste non erano normali scie di condensazione. Non basta infatti dire che le scie erano tante, lunghe, che si espandevano, che erano strane, che coprivano il cielo, per affermare di aver visto delle scie chimiche. Fino a prova contraria, infatti, le scie osservate sono normali scie di condensazione.

Vediamo allora di analizzare i dati della giornata alla ricerca di eventuali evidenze del rilascio di scie chimiche.

I dati della nostra analisi sono le fotografie, i video della giornata, ma anche i dati dei radiosondaggi di sabato 19. I dati dei radiosondaggi sono misurazioni a varie quote dei valori di alcuni parametri atmosferici (come pressione, temperatura ed umidità relativa) effettuate per mezzo dei palloni sonda, mandati in quota di norma due volte al giorno in alcune località del pianeta. A Milano Linate esiste una stazione di rilevamento. I dati di questi radiosondaggi sono disponibili presso questo sito:

http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html

Per effettuare la nostra analisi ci baseremo su alcune pubblicazioni scientifiche che discutono la persistenza delle scie di condensa degli aerei [1,2,3] e su un metodo grafico, il diagramma di Appleman, che permette di prevedere, conoscendo i dati di pressione e temperatura alle varie quote di volo, la formazione di scie di condensazione[4].

2. Le condizioni per la presenza di scie di condensazione

Vediamo subito se il giorno 19 gennaio, in base ai dati atmosferici rilevati, era prevista la formazione di scie.

La figura 1 riporta il diagramma di Appleman [4] relativo alle misurazioni atmosferiche di Milano Linate alle ore 12 zulu (le 13 in Italia) del giorno 19 gennaio.

Fig.1. Diagramma di Appleman [4] relativo ai radiosondaggi di Milano Linate del 19 gennaio 2008 alle ore 12Z.

Nel diagramma abbiamo sull’asse delle x la temperatura e su quello delle y la pressione atmosferica Sono presenti delle curve di umidità relativa (da 0 a 100%). I dati rilevati dalla radiosonda sono indicati nella tabella a destra.
I cerchi rossi indicano la temperatura relativa alla pressione per le quote a cui viene effettuata la misurazione, quelli blu la umidità. Il diagramma è diviso in tre zone: always contrails (sempre scie di condensazione) a sinistra, maybe contrail (forse scie) al centro e never contrail (mai scie) a destra.
Praticamente per leggere il diagramma, se il cerchio rosso sta ben a sinistra del cerchio blu, si prevede la formazione di scie per quella quota di volo, se sta ben a destra, non si prevedono scie. Se i cerchi rosso e blu si sovrappongono o sono vicini, si ha incertezza.
Nella zona in cui si hanno sempre scie, a sinistra, la temperatura è sufficientemente fredda perchè le scie si formino anche ad umidità assente: è sufficiente l’umidità dello scarico del motore (in questo caso si formano scie non persistenti). Nella zona di destra invece, anche a umidità del 100% la temperatura non sarà sufficiente a far condensare l’umidità.

Cosa dice il diagramma del 19 gennaio? Dice che all’interno della tipica zona di volo (tra gli 8000 e gli 11600 metri) :

i) abbiamo le condizioni perchè si formino scie di condensazione dai 10500 metri in su;

ii) abbiamo un’incertezza (cerchi rosso e blu sovrapposti) tra i 9370 metri e i 10500;

iii) sotto i 9370 non ci sarebbero le condizioni per la formazione di scie.
Ora, Se avessimo evidenza di scie di aereo rilasciate il 19 gennaio intorno alle ore 12z a quote ben inferiori di 9000 metri, queste scie potrebbero risultare anomale. Tuttavia non ho trovato queste evidenze.

Per confronto riporto nella figura 2 il diagramma di Appleman della giornata di martedì 22 gennaio 2008, dove non si sono viste a Milano scie per tutto il giorno. Neanche una scia non persistente. Niente.
Si può vedere che la temperatura non è mai nella zona always contrail e che l’umidità è sempre bassissima.

Fig.2. Diagramma di Appleman [4] relativo ai radiosondaggi di Milano Linate del 22 gennaio 2008 alle ore 12Z.

3. La persistenza e l’espansione delle scie.

Analizziamo adesso un altro aspetto, quello della persistenza e della espansione delle scie.
Le scie osservate sabato 19 persistevano e si espandevano. Tutto ciò è normale?
Bene, diciamo subito che la persistenza e la espansione delle scie può essere una cosa normale. Bisogna sfatare il mito che le scie “normali” durino al massimo qualche minuto mentre quelle anomale permangano per ore. Esistono infatti pubblicazioni che riportano che le normali scie di condensazione di aereo, in ben determinate condizioni di umidità e temperatura, possono persistere anche ore [2,3]*.
Quali sono allora le condizioni di umidità e temperatura perchè si verifichi la persistenza ed anche l’espansione delle scie di aereo?
Secondo la NASA, se l’umidità atmosferica di una quota di volo si trova vicino alla zona di saturazione su ghiaccio (ma non necessariamente sopra), temperatura permettendo la scia può persistere. Invece, se l’umidità è sopra saturazione su ghiaccio la scia può anche espandersi [5].
La persistenza e l'espansione delle scie dipendono quindi, oltre che dalla temperatura, dall’umidità.
Gierens e coll. [1] indicano i valori di umidità relativa alle varia temperature per avere saturazione su ghiaccio e quindi persistenza delle scie. Secondo gli autori una scia persiste se siamo al di sopra di questi valori.

Analoghi valori di umidità relativa per avere la saturazione su ghiaccio e quindi persistenza delle scie si trovano nel report dei Cornell Laboratories [3]. Tali valori sono riportati nella tabella 1.

Tabella 1. Valori di umidità relativa per avere saturazione su ghiaccio [3].

Confrontando tali valori, con i valori di umidità e temperatura di sabato 19 vediamo che sabato 19 esistevano le condizioni per la persistenza ed espansione delle scie alle quote di volo di 10550 e 10620 metri (temperatura ed umidità alle due quote rispettivamente di-57,3°C/60% e -58,1°C/59%).
Evidenze di scie persistenti a quote differenti potrebbero indicare possibili anomalie anche se la NASA ricorda che, come scritto sopra, si può avere persistenza a valori di umidità vicini alla saturazione (5).

Invece, evidenze di scie in espansione a livelli di quota differenti dai 10 000 metri, alle ore 13, potrebbero indicare una eventuale anomalia.
Certamente le foto e i video del cielo relativi alle ore 13 mostrano che su Milano erano presenti numerose scie persistenti ed in espansione, ma non ho stime precise riguardo alla quota delle scie in espansione fotografate.

C’e’ poi un altro fatto da considerare: la durata della persistenza.
La persistenza di una scia può essere di pochi minuti o anche di qualche ora. Dal lavoro di Wendler e coll. [2] sappiamo che per avere persistenza di un’ora, con temperature di -54,7 + /- 4,3 °C (media + /- d.s.) è necessaria una umidità relativa di 86 +/- 16,8 %(media + /-ds).
Alle ore 13 a Milano non c’erano queste condizioni. L’umidità massima misurata è del 60%. Considerando un errore del 10% arriviamo a 66%, che è comunque inferiore al 69,2%, minino valore di dispersione di Wendler. Di conseguenza non mi dovrei aspettare scie con persistenza di un’ora. Evidenze di scie con persistenza di ore potrebbero indicare la presenza di scie anomale.
Bene, ho l'evidenza di una scia con persistenza di almeno mezz'ora, tra le 9.30 e le 10 di mattina circa. Tale scia, mostrata nella prima figura di questo articolo, stupiva per le dimensioni raggiunte. Dopo la mezz'ora è difficile riconoscere la scia nelle foto scattate a cause del mare di scie presenti nella zona. La consistenza della scia nell'ultima foto in cui la si può riconoscere (ore 10:08, non mostrata) indica comunque che la completa sublimazione non era prossima e che ci si può aspettare un tempo di persistenza ben maggiore di 30 minuti.

In ogni caso, tale scia è stata osservata a circa 3 ore dal radiosondaggio e le condizioni atmosferiche potrebbero essere diverse.

Quindi, pur avendo un sospetto di una possibile anomalia, non mi sento di poter affermare di averne evidenza certa.

4. Tanti aerei.

Discutiamo adesso il fatto che sabato 19 mi è sembrato di vedere un numero di aerei più alto del solito.

Sabato in certi momenti non sapevo più dove fotografare poiché arrivavano aerei da tutte le parti. Altri giorni invece dovevo aspettare anche parecchi minuti prima di fotografarne uno. Questa impressione getterebbe le basi per una ipotesi di lavoro sull'esistenza delle scie chimiche: in certi giorni volerebbero degli "aerei in più" dediti alla attività di irrorazione chimica. Tali aerei si confonderebbero tra i normali aerei di linea proprio nei giorni in cui le condizioni atmosferiche permettono la formazione di scie persistenti.
L'osservazione di numerosi aerei potrebbe d’altra parte essere spiegata dal fatto che sabato 19 le condizioni atmosferiche erano tali per cui la maggior parte degli aerei in volo sul centro della città risultavano visibili. In assenza di queste particolari condizioni atmosferiche, gli aerei in volo su Milano verrebbero individuati in maniera meno efficiente se pur presenti in eguale numero.
L’ipotesi degli aerei in più potrebbe essere verificata ad esempio chiarendo se il traffico aereo osservato in uno di questi giorni risulti compatibile con il traffico degli aerei di linea registrato sulla città. Tale verifica non è tuttavia semplice.
In ogni caso, non ho al momento evidenze certe che dimostrino che il numero di aerei osservati sabato 19 non corrisponde a quello degli aerei di linea passati effettivamente sopra Milano.
Comunque, l'ipotesi degli "aerei in più" merita a mio avviso ulteriori approfondimenti.

5. Altre considerazioni

Riporto alcune mie considerazioni sulla giornata, da considerarsi come semplici ipotesi di lavoro.

La prima considerazione è che le scie osservate, se pur persistenti ed in espansione, mi sono sembrate avere caratteristiche tutto sommato nella norma.

La seconda considerazione è basata sull'impressione che la presenza di scie potenzialmente anomale sia sempre accompagnata dalla presenza di oggetti volanti sferici non identificati. Quando non fotografo questi oggetti sferici in prossimità delle scie, non fotografo nemmeno scie "strane". Ciò mi fa ritenere che le scie fotografate sabato, in quanto non accompagnate da sfere, sarebbero un fenomeno normale se pur molto particolare.
Inoltre, sabato 19 non ho osservato fenomeni di iridescenza nelle scie, come gli arcobaleni nelle scie, anch’essi osservati in giorni di scie “sospette”.

6. Conclusioni

In conclusione, sabato 19 gennaio 2008 sono state osservate su Milano numerose scie persistenti, alcune delle quali in espansione. Tali scie sono per il momento identificate come scie di condensazione poiché non ho evidenze che dimostrino che si tratti di scie anomale.

Questa analisi mostra altresì che l’osservazione di un cielo pieno di scie persistenti non è sufficiente per poter affermare su basi scientifiche certe ed inattaccabili di aver assistito al rilascio di scie chimiche.

Nota

*E' interessante notare che nella sezione Importance del sito Contrail Education della NASA sia riportato, a differenza delle pubblicazioni citate in questo post, che le scie persistenti di aereo possono persistere anche per giorni.

Referenze

[1] Gierens KM et al (1997). Determination of humidity and temperature fluctuations based on MOZAIC data and parametrisation of persistent contrail coverage for general circulation models. Ann Geophysicae 15, 1057-1066.
[2] G. Wendler, M. Shulski, and B. HartmannPotential climatic effects of cirrus contrails
for the subarctic setting of Fairbanks, Alaska Theor. Appl. Climatol. 81, 149–159 (2005 )
[3] Cornell Aeronautical Laboratory INC.of Cornell University, Buffalo 21, N.Y. Prediction of aircraft condensation trails Project contrails Final Report Report noVC-1055-P-S Contract No. Nonr-1857 (00) 31 October 1951.
[4] Predicting Contrails Using an Appleman Chart [Student]
[5] Contrail identification chart

Ringraziamenti

Ringrazio il Dott. F. Orsini per la lettura critica del manoscritto.

Ringrazio Saimon e il Dott. CC per le preziose indicazioni bibliografiche sulla persistenza delle scie.

Nota sul copyright

Questo articolo può essere utilizzato e pubblicato ma senza che vi si effettuino modifiche di alcun genere (è vietata anche la pubblicazione parziale o per parti), indicando sempre l'autore e l'url di questo sito, con link cliccabile se collocato in siti web.

E' vietato l'utilizzo dell'articolo a fine di lucro.