Una simpatica domenica di scie

Domenica 12 ottobre 2008 è stata una giornata particolarmente interessante e curiosa per quel che riguarda l'osservazione di scie di aereo nei cieli di Milano. La giornata è stata caratterizzata da tante scie persistenti nella mattinata, da una repentina scomparsa delle scie intorno all'ora dei radiosondaggi e da una riapparizione delle stesse dopo i radiosondaggi ;-)).
Riporto nel post odierno una analisi e una discussione di foto e dati atmosferici della giornata. Mi scuso per la lunghezza dell'articolo ma non si poteva fare altrimenti.
Come sempre, buon divertimento :-)

Analisi delle fotografie e stima della quota di volo degli aeromobili

Verso le 10:30 di domenica 12 ottobre 2008 ho dato un'occhiata al cielo e ho potuto osservare la presenza di numerose scie di aereo. Ho così iniziato a scattare fotografie a scie ed aerei. Ho osservato e fotografato scie di diversi tipi: non persistenti (cioè di breve durata), persistenti (le scie che permangono a lungo in cielo) ed espanse (le scie che aumentano di dimensione nel tempo). Ricordo che le scie persistenti e quelle espanse per esistere necessitano di umidità sopra saturazione su ghiaccio. In altre parole le scie persistenti e le scie espanse permangono nel tempo e si espandono perchè è presente in atmosfera umidità (cioè acqua allo stato di vapore) sovrasatura che si deposita sulla scia sotto forma di ulteriore ghiaccio. Ricordo a chi si avvicinasse sol ora alla tematica scie che le scie di aereo sono fatte di ghiaccio.
Vediamo alcune foto della mattinata.

Cinque foto di scie, tra le quali scie persistenti ed espanse, nei cieli di Milano tra le 11:00 e le 12:15 del 12 ottobre 2008.

Le foto mostrano le dimensioni raggiunte dalle scie espanse, notevoli se confrontate con quelle "fresche". Bene. Di fronte all'osservazione di queste scie mi aspettavo per le normali quote di volo dei valori atmosferici di umidità relativa alti e soprattutto rigorosamente sopra saturazione su ghiaccio. Solo tali valori potevano infatti spiegare la persistenza e la espansione osservata.
Ricordo che ogni giorno alle ore 12Z (le 14:00 in Italia) una radiosonda trasportata da un pallone, lanciata dalla stazione di rilevamento di Milano Linate (la sonda viene lanciata circa un'ora prima delle 12Z poichè il pallone ci mette un po' ad arrivare in quota) misura i valori di umidità relativa, pressione e temperatura alle varie quote.
Mi accingevo dunque a scattare delle foto alle scie proprio mentre la sonda misurava in quota i parametri atmosferici, per poter confrontare al meglio il dato osservato con il dato misurato. Ma manco a farlo apposta, verso le 13:00 lo spettacolo si è concluso! Il cielo si è pulito e sono sparite le scie e gli aerei! Ho osservato l'ultimo aereo con scia (di tipo non persistente) alle ore 13: 50. Si tratta di un Boeing 737 ( probabilmente un B737-800, ma non escludo che si potesse trattare di un B737-900). La quota di volo stimata per questo aeromobile è compresa tra gli 8369 e gli 11504 m.*

Dopo questo aereo ho visto alle 13:54 in lontananza e per pochi minuti una scia persistente (dato non mostrato) che è successivamente sparita dalla mia visuale. Alle 13:58 poi, mentre la sonda in cielo beatamente misurava temperatura e umidità relativa, il cielo appariva così :-/

Alle 14:20 è passato questo bell'Airbus A320 senza scia. La sua quota di volo indicativa è stimata tra i 9069 m e i 10521 m.

Poi, null'altro. Le scie enormi della mattinata erano completamente scomparse.
Dopo circa due ore di nulla, verso le 16:30, quando la sonda era ormai atterrata in qualche campo, le danze son riprese! Si sono riviste le nostre care e amate (o odiate, dipende dai casi) scione.

Foto di scie e aerei scattate tra le 16:30 e le 18:30.


Analisi dei dati atmosferici.

Dopo aver visto le foto della giornata vediamo allora cosa ha registrato la radiosonda alle 12z a Milano. Ricordo che utilizzando i dati registrati dalla radiosonda (la sonda misura a varie quote i valori di pressione, temperatura e umidità atmosferica, valori che sono disponibili on line dopo qualche ora dalle misurazioni), possiamo costruire dei grafici che ci aiutano a capire se alle 12z potevamo aspettarci scie e se potevamo aspettarci scie di tipo persistente.
Ho effettuato anche un confronto tra i profili di temperatura e umidità atmosferica delle 14:00 (le 12z) e della notte precedente (le 2:00 di notte, 00z) per verificare come sono variate la temperatura e la umidità relativa dalla notte al giorno.

Riporto quindi quattro grafici relativi ai dati atmosferici registrati dalle radiosonde:

i) il diagramma di Appleman delle 12z;
ii) il confronto tra umidità delle 12z e quella necessaria per avere persistenza;
iii) un confronto tra le temperature delle 12Z e quelle delle 00z del 12 ottobre;
iv) un confronto tra i dati di umidità relativa delle ore 12z e delle ore ooz.
Vediamo i 4 grafici.

i) Diagramma di Appleman relativo alle misure su Milano delle 12Z del 12 ottobre 2008. I pallini rossi indicano la temperatura, quelli blu i valori di umidità relativa.

Dal diagramma si evince che alle 12Z ci si poteva aspettare scie dai10800 metri in su circa (la quota è indicata da una linea verde tratteggiata). Il diagramma si legge infatti così: se il pallino rosso della temperatura sta a sinistra di quello della umidità. a quella quota possiamo aspettarci scie di condensazione. La scia osservata intorno alle ore 14:00 rientra in tale intervallo di quote.

ii) Confronto tra l’umidità relativa registrata alle 12Z del 12 ottobre 2008 e l'umidità relativa necessaria per avere saturazione su ghiaccio e quindi persistenza ed espansione delle scie.

La linea che unisce i pallini neri indica la umidità a saturazione su ghiaccio (necessaria per avere persistenza delle scie), quella che unisce i pallini rossi indica invece la umidità relativa registrata in quota il 12 ottobre. Dal diagramma si evince che domenica 12 ottobre alle 12Z non vi era umidità sopra saturazione su ghiaccio poichè la linea che unisce i pallini rossi è ben al di sotto di quella che unisce i pallini neri. Non si potevano quindi formare scie persistenti ed espanse alle ore 14:00. Effettivamente, a parte una sola scia persistente osservata per alcuni minuti, il cielo è apparso pulito e azzurro, e non si sono viste scie permanere.

iii) Confronto tra la temperatura registrata dalle radiosonde alle varie quote alle ore 14:00 (12z) ed alle 02:00 di notte (00Z).

Dal grafico si evince che la temperatura delle ore 14 non è cosi diversa da quella della notte ma, sorprendentemente, è un po' più bassa. A 10mila metri la temperatura diurna è di circa due gradi più bassa di quella notturna.

iv) Confronto tra la umidità relativa misurata dalla sonda il 12 ottobre alle varie quote alle ore 14:00 e alle 02:00 di notte.

Dal grafico si evince che la umidità è sensibilmente aumentata dalla notte (riga nera) al giorno (riga rossa) fino agli 11500 metri circa. Da quella quota invece la umidità è diminuita passando dalla notte al giorno.

Discussione dei dati.

Riassumendo, l'osservazione del cielo dalle 10:30 fino alle ore 13:00 del 12 ottobre 2008 ha offerto la presenza di numerose scie persistenti ed espanse. L'osservazione del cielo dalle 13 alle 14:00 dello stesso giorno ha invece mostrato la quasi totale assenza di scie. In questo stesso arco temporale la sonda ha misurato i dati atmosferici in quota. Ho osservato in questo intervallo temporale un aereo con scia non persistente ed un aereo senza scia stimandone la quota di volo. I valori atmosferici registrati dalle radiosonde sono compatibili con le osservazioni del cielo: scie non persistenti dai 10830 metri in su, assenza di scie a quote inferiori ai 10830m. Dalle 16:30 in poi, le scie sono tornate.

Bene. Questo scenario si presta naturalmente ad una complicata e macchinosa ipotesi di lavoro: potrebbero essere state rilasciate scie non normali fintantoché non venivano effettuate le misurazioni atmosferiche in quota. Durante le misurazioni effettuate dalla radiosonda, la produzione di scie anomale sarebbe stata bloccata in modo che le anomalie non venissero scoperte. Finite le misurazioni della sonda, le scie anomale sarebbero riprese.

Una ipotesi molto interessante. Ricordo tuttavia che di fronte all'osservazione di fenomeni apparentemente curiosi, prima di pensare a possibili anomalie è assolutamente necessario escludere che i suddetti fenomeni possano avere una spiegazione "normale".
Vediamo allora se possiamo spiegare in base alle nostre conoscenze sulle normali scie di condensazione i fenomeni osservati. Vediamo se possiamo spiegare la repentina scomparsa delle scie alle ore 13:00 e la seguente riapparizione alle ore 16:30.
Una prima spiegazione del fatto che le scie siano scomparse verso le 13:00 e riapparse intorno alle 16:30 è che questo intervallo di tempo è quello con la temperatura più alta. La temperatura si alza a mezzogiorno e la formazione delle scie è sfavorita. L'aumento della temperatura inoltre fa diminuire la umidità relativa e quindi sfavorisce la persistenza. Potrebbe anche essere così. Tuttavia abbiamo visto che le temperature della notte non sono diverse da quelle del giorno ( si veda il grafico iii). Anzi, le temperature alle 12Z sono un po' più basse rispetto alla notte (dato che va d’accordo con l’aumento di umidità dal giorno alla notte per le quote di volo fino agli 11500 metri). Certo non sappiamo come è variata la temperatura dalle 2 di notte alle due di pomeriggio! La temperatura potrebbe essersi abbassata drasticamente alle 6 di mattina favorendo la formazione di scie, per poi rialzarsi drasticamente alle 12 facendole sublimare (una scia sublima quando il ghiaccio passa allo stato di vapore).
Un'altra spiegazione di quanto osservato domenica è basata invece sulla umidità relativa. Abbiamo visto che la umidità dalla notte al giorno è aumentata (si veda il grafico iv). La umidità potrebbe allora essere aumentata notevolmente durante la mattinata, raggiungendo la saturazione su ghiaccio e permettendo la formazione di scie persistenti ed espanse. Una brusca diminuzione di umidità in quota intorno alle 13:00 avrebbe poi permesso la sublimazione delle scie persistenti. Poi verso le 16:00 la umidità si sarebbe alzata di nuovo raggiungendo nuovamente la saturazione su ghiaccio. Potrebbe essere andata cosi. Come facciamo ad escluderlo? In altre parole, quanto osservato potrebbe essere una semplice coincidenza.

Ci sono poi altre considerazioni da fare.
Ammettiamo che le scie espanse della mattinata fossero davvero scie anomale. Come avrebbero fatto i "cattivi" (o i”buoni”, magari se le scie chimiche esistono sono fatte a fin di bene) a farle sparire in un battibaleno alle 13:00? I cattivoni avrebbero potuto smettere di produrle, ma come avrebbero fatto a fare sparire quelle gia espanse? Mi sembrerebbe una operazione molto difficile. Tale operazione sarebbe potuta avvenire solo con un incredibile controllo atmosferico esterno che permetta di far sublimare le scie in qualsiasi momento a comando. Tutto è possibile, ma questa incredibile e fantascientifica ipotesi andrebbe ovviamente dimostrata! Fino a quel momento, la spiegazione più logica per la repentina scomparsa delle scie espanse sembrerebbe dunque quella di una brusca variazione delle condizioni atmosferiche.
Un’altra considerazione, di diverso genere, è invece la seguente. Dopo le 13:00 non solo non ho più visto scie, ma non ho neanche visto più aerei! Non è la prima volta che osservo questo fenomeno e questa cosa mi stupisce sempre. Certo la spiegazione a questo fatto esiste: gli aerei li vedo solo perchè hanno le scie. Senza scia non si vedono. Poichè le condizioni atmosferiche sono cambiate, gli aerei non fanno più scie. Gli aerei quindi ci sono come prima, ma semplicemente, non li vedo.

Quel giorno oltretutto era inoltre presente foschia a bassa quota che non facilitava certo l'osservazione degli aerei. A riprova di ciò alle 13:04 è passato sopra casa un A300 Emirates a bassa quota che si vedeva appena. Ho fatto una discreta fatica a riprenderlo.

Un Airbus A330 Emirates a bassa quota su Milano.


Eppure, un aereo ad alta quota senza scia, a ben 9mila metri, l'ho visto bene e anche fotografato (l'Airbus A320 descritto nella sezione precedente)! Perchè ne ho visto solo uno e non una moltitudine come nella mattinata quando volavano tanti aerei con scia? Al momento non so rispondere. Rimaniamo sempre nel mondo delle ipotesi. La fantomatica ed affascinante ipotesi degli aerei in più, fintantoché non verrà verificata, rimarrà solo una impressione.

Alla fine, c'è solo un modo per dimostrare che le scie osservate nella mattinata di domenica 12 ottobre non sarebbero normali fenomeni atmosferici: dimostrare che le rapide variazioni di temperatura e umidità proposte come spiegazione della repentina sparizione e riapparizione delle scie non siano possibili.
Io non sono in grado di pronunciarmi su ciò. La parola passa agli esperti di meteorologia.

Conclusioni

In conclusione, domenica 12 ottobre sono state osservate numerose scie persistenti ed espanse prima e dopo l'ora dei radiosondaggi. Durante l’intervallo temporale relativo alle misurazioni atmosferiche il cielo è risultato pulito e libero da scie. Variazioni improvvise di umidità o temperatura in quota potrebbero spiegare l'assenza di scie persistenti all'ora dei sondaggi.
Il parere di un esperto di fenomeni atmosferici potrebbe confermare o smentire questa ipotesi.

Nota
*Il range di quote è piuttosto ampio vista la distanza dalla verticale e la incertezza dell'angolo di elevazione al momento dello scatto.

Ringraziamenti

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

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