خطوط مرموز در آسمان تهران / رد موشک یا هواپیما؟

به گزارش خبرگزاری ایده روز آنلاین، این پدیده در ابتدا توسط بسیاری از شهروندان و کاربران فضای مجازی به عنوان آزمایش‌های موشکی جدید یا فعالیت‌های پدافندی تعبیر شد. با این حال، خبرگزاری‌های رسمی از جمله خبرگزاری فارس و صداوسیما، با استناد به منابع آگاه نظامی و کارشناسان هواشناسی، هرگونه آزمایش موشکی را در این تاریخ تکذیب کرده و این خطوط را ناشی از عبور هواپیماهای تجاری در ارتفاعات بالای جو دانستند. برای درک دقیق چرایی وقوع این پدیده در این بازه زمانی خاص از سال، ضروری است که تعاملات پیچیده میان مکانیک موتورهای جت، ترمودینامیک اتمسفر در فصل زمستان و ویژگی‌های اپتیکی که منجر به خطاهای ادراکی در ناظران زمینی می‌شود، با رویکردی علمی و تخصصی مورد واکاوی قرار گیرد.   

راز خطوط سفید پشت هواپیماها؛ علم چه می‌گوید؟

خطوطی که در زبان عامه «رد هواپیما» نامیده می‌شوند، در متون تخصصی هوافضا و هواشناسی تحت عنوان «خطوط تراکمی» یا کنتریل (Contrail) شناخته می‌شوند که مخفف عبارت Condensation Trail است. تشکیل این خطوط صرفاً یک پدیده بصری نیست، بلکه نتیجه یک فرآیند تبدیل فاز فیزیکی در لایه‌های فوقانی تروپوسفر است. موتورهای جت هواپیماهای مسافربری، عمدتاً از نوع توربوفن، در فرآیند احتراق سوخت هیدروکربنی، مقادیر زیادی بخار آب، دی‌اکسید کربن و ذرات معلق (دوده و ترکیبات گوگردی) را به عنوان محصولات جانبی به محیط اطراف تزریق می‌کنند.   

تشکیل کنتریل تابع مستقیم «معیار شمیت-اپلمن» (Schmidt-Appleman Criterion) است. طبق این قانون فیزیکی، زمانی که گازهای خروجی داغ و مرطوب موتور با هوای محیط که دمای بسیار پایینی دارد مخلوط می‌شوند، رطوبت نسبی مخلوط هوا و گاز به سرعت افزایش یافته و از نقطه اشباع نسبت به آب مایع فراتر می‌رود. در ارتفاعات کروز هواپیماهای تجاری، که معمولاً بین ۲۸ هزار تا ۴۰ هزار پا (حدود ۸.۵ تا ۱۲ کیلومتر) متغیر است، دمای محیط در این فصل از سال غالباً بین ۴۰- تا ۶۰- درجه سلسیوس نوسان می‌کند. در چنین شرایطی، بخار آب تزریق شده به سرعت روی ذرات معلق خروجی از موتور (که به عنوان هسته‌های میعان عمل می‌کنند) تقطیر شده و بلافاصله به بلورهای یخ تبدیل می‌شود.   

چرا آسمان پاییز و زمستان خط‌خطی‌تر است؟

پرسش کلیدی شهروندان مبنی بر اینکه چرا در این موقع از سال این خطوط بیشتر دیده می‌شوند، ریشه در ساختار فصلی اتمسفر ایران دارد. در اواخر پاییز و اوایل زمستان، ارتفاع تروپوپاز (مرز میان تروپوسفر و استراتوسفر) در عرض‌های جغرافیایی میانی مانند تهران کاهش می‌یابد. این کاهش ارتفاع به معنای آن است که هوای سردتر در سطوح پایین‌تری در دسترس موتورهای هواپیما قرار می‌گیرد.   

گفتنی است که قوانین هوانوردی بین‌المللی برای حفظ ایمنی، هواپیماها را ملزم به رعایت فاصله عمودی ۱۰۰۰ پایی در سیستم RVSM (Reduced Vertical Separation Minimum) می‌کنند. این موضوع باعث می‌شود که در یک مسیر هوایی واحد، چندین خط تراکمی در ارتفاعات مختلف تشکیل شود. از دید ناظر زمینی، این خطوط ممکن است موازی یا متقاطع به نظر برسند و شبکه‌ای سفیدرنگ را در آسمان ایجاد کنند. در واقعه اول دی‌ماه، به دلیل پایداری فوق‌العاده جو، ردهای مربوط به پروازهایی که با فاصله زمانی ۲۰ دقیقه‌ای از هم عبور کرده بودند، همچنان در آسمان باقی مانده و در کنار ردهای جدید، منظره‌ای غیرعادی و متراکم را پدید آوردند.   

چرا کنتریل شبیه موشک دیده می‌شود؟

یکی از چالش‌برانگیزترین ابعاد رخداد اخیر، اصرار کاربران بر «عمودی» بودن حرکت اجسام مولد این خطوط بود. این موضوع ریشه در فیزیک اپتیک و اثرات پرسپکتیو دارد که در زمان‌های خاصی از شبانه‌روز تشدید می‌شود.   

زمانی که یک هواپیما در ارتفاع ۱۰ کیلومتری مستقیماً به سمت ناظر حرکت می‌کند، به دلیل انحنای زمین و زاویه دید، رد آن از افق برخاسته و به سمت بالای سر ناظر صعود می‌کند. این هندسه پروازی باعث می‌شود که مغز انسان، مسیر افقی هواپیما را به عنوان یک صعود عمودی از زمین تعبیر کند. این پدیده دقیقاً مشابه حرکت یک قطار در یک مسیر مستقیم طولانی است که به نظر می‌رسد در انتهای افق به یک نقطه می‌رسد؛ در آسمان، این نقطه در نزدیکی افق قرار دارد و حرکت به سمت ناظر، توهم صعود موشک‌وار را ایجاد می‌کند.   

زمان مشاهده این پدیده (اوایل صبح) نقش حیاتی در تقویت شایعات داشت. در این ساعت، خورشید هنوز از دید ناظر زمینی طلوع نکرده یا در ارتفاع بسیار پایینی قرار دارد، اما در ارتفاع ۳۰ هزار پایی، نور خورشید مستقیماً به بلورهای یخ کنتریل برخورد می‌کند. این موضوع باعث درخشش شدید و رنگ‌های نارنجی یا سفید براق در ردها می‌شود، در حالی که آسمان زمینه همچنان تاریک است. این تضاد نوری، حجم و غلظت رد را بسیار بیشتر از آنچه هست نشان می‌دهد و آن را شبیه به خروجی موتورهای پرقدرت موشکی می‌کند.   

در آخر باید گفت که تشکیل این خطوط در این فصل از سال نه تنها عجیب نیست، بلکه به دلیل کاهش دمای ترازهای فوقانی جو و عبور توده‌های مرطوب زمستانی، یک ضرورت فیزیکی است.

• علل اصلی که منجر به تعبیر اشتباه این پدیده به عنوان آزمایش موشکی شد، به شرح زیر سنتز می‌گردد:
• فیزیک اتمسفر: استقرار لایه‌های فوق‌اشباع در ارتفاع کروز که باعث ماندگاری و پهن شدن ردها برای چندین ساعت شد. 
• اپتیک و پرسپکتیو: حرکت هواپیماها به سمت ناظر زمینی که توهم صعود عمودی موشک را ایجاد کرد، در حالی که پروازها کاملاً افقی بودند.
• شرایط نوری: بازتاب شدید نور خورشید در سپیده‌دم توسط بلورهای یخ در ارتفاع بالا، در حالی که زمین همچنان در تاریکی بود.

در نهایت، پدیده مشاهده شده در تهران نمونه بارزی از تلاقی علم هواشناسی، مهندسی هوانوردی و روانشناسی اجتماعی در یک بستر بحرانی است. افزایش آگاهی عمومی درباره پدیده‌های نوری اتمسفر می‌تواند در آینده از بروز چنین موج‌های نگرانی کاذب در جامعه جلوگیری نماید.

۲۲۷۲۲۷