"Appleman è obsoleto"

Questa è una delle affermazioni che viene ripetuta (in varie forme, ma il succo è sempre quello), quando si cerca di far notare, che se invece della triade magica e sbagliata (8000 metri, -40 gradi, 60% di umidità relativa) per verificare la sussistenza delle condizioni per la formazione di scie, è più corretto utilizzare il grafico di Appleman.

Il diagramma di Appleman, è ormai parecchio conosciuto (vedi prima foto). E’ un grafico studiato per predire se ci siano le condizioni o meno per la formazione di contrail, basandosi su tre fattori, ovvero la pressione (che è in funzione della quota), la temperatura e l’umidità relativa.

Avendo i tre valori (letti ad esempio da un radiosondaggio), si sceglie l’opportuna curva (a seconda dell’umidità relativa). Dopodiché si trova il punto incrociando la pressione alla quota considerata e la temperatura. Se il punto viene a sinistra della linea, si formerà la scia. Se il punto viene a destra della linea, non si formerà la scia.

Ora, lo studio di Appleman è del 1953. Per cui l’affermazione tipica è che tale studio sia obsoleto, in quanto da allora i motori sono cambiati.

1 – Il principio di base è sbagliato

L’affermazione fatta sopra, equivale a dire, ad esempio, che la legge del moto rettilineo uniforme, ovvero che spazio percorso = velocità x tempo (per farla semplice, se viaggi a 40 km/h in 2 ore fai 80 km), siccome formulata nel 1638, non è più valida perché da allora hanno inventato i motori delle automobili....

Non cambia, la legge. Al massimo, al giorno d’oggi, si misurano velocità che una volta non si immaginavano possibili.

Per il diagramma di Appleman è lo stesso. La possibilità che la scia si formi o meno, è il risultato di un calcolo abbastanza complicato (comprende ad esempio dei logaritmi, cosa che, senza offesa, non è alla portata di tutti), che si basa su leggi fisiche (che grazie al cielo non mutano col tempo), ma che in effetti si basa anche su parametri ottenuti sperimentalmente.

Uno di questi parametri è il contrail factor. Il contrail factor, è un numero, che esprime la capacità di un aereo di causare contrails. E’ una sorta di insieme delle quattro operazioni principali che compie un motore di aereo. Una di queste operazioni, è l’aggiunta di umidità all'aria, cosa in favore della condensa, in quanto più umidità ci sarà nell'aria, più sarà facile che questa umidità sia costretta a condensare. Un’altra operazione è il riscaldamento dell’aria. Tanto più alta sarà la temperatura del getto d’uscita, tanto più difficile sarà la formazione di scie, in quanto il getto d’uscito caldo si raffredderà a contatto con l’atmosfera fredda, e viceversa. Più caldo sarà il getto, maggiore sarà la temperatura in cui si raggiungerà l’equilibrio, più difficile che le scie si formino. Le altre due operazioni, sono il mescolare (i vortici prodotti dalla turbina mescolano il tutto, rendendo più facile la condensa), ed il rilascio di nuclei di condensazione (ovvero particelle incombuste e residui di vario tipo, vengono rilasciati nel getto, fornendo un appiglio all'acqua per la creazione dei cristalli di ghiaccio, e facilitando di nuovo la formazione delle scie).

2 – Il contrail factor

Ora il contrail factor usato da Appleman è stato ricavato sperimentalmente, basandosi sui motori che aveva a disposizione negli anni in cui ha redatto il suo articolo. Da allora i motori sono cambiati, è vero. Ed i nuovi studi ne tengono conto.

In primis, Influence of propulsion efficiency on contrail formation (core.kmi.open.ac.uk/download/pdf/11094190.pdf) dove Ulrich Schumann spiega appunto che il contrail factor utilizzato da Appleman, è da rinnovare, in quanto i nuovi motori sono più efficienti di quelli vecchi. Nelle sue parole “Hence aircraft will form contrails more frequently when
using more fuel efficient engines.” (trad. “Quindi un aereo formerà contrail più frequentemente, quando userà motori più efficienti in termini di combustibile”).

Questo è il famoso articolo dove c’è la foto dei due aerei uno a fianco dell’altro, dove solo uno dei due rilascia scie (http://www.cicap.org/new/images/a/j/Shumann.gif).

La spiegazione è semplice. L’efficienza in termodinamica, significa che viene convertito maggior calore in lavoro, per cui il calore in uscita è minore, e quindi anche la temperatura finale sarà minore. Intuitivamente, si nota che i nuovi motori (ad alto bypass) usano solo il 20% dell’aria in ingresso nel motore, per mandarlo in camera di combustione (e quindi riscaldarlo), il restante 80% viene usato solo per spingere l’aereo (stile elica per intenderci), ma il getto d’uscita è uno solo. Quindi anche se il 20% è più caldo, il rimescolamento delle due parti d’aria, farà un getto d’uscita più freddo e quindi una temperatura finale più bassa.

Agli studi di Schumann si affiancano anche quelli di Gierens, di Chlond e di altri. Tutti i vari paper dicono la stessa cosa, ovvero che i nuovi motori formano più contrails di quelli di una volta.

Il paper definitivo degli studi di Schumann è del 2005 (alla faccia dell’obsoleto).

Ad esempio, in Calculations of Aircraft Contrail Formation Critical Temperatures, di Mark Schrader, nella parte finale sono mostrati i relativi grafici (e le relative tabelle numeriche) delle curve in funzione del contrail factor utilizzato per il calcolo.

(vedi http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0450%281997%29036%3C1725%3ACOACFC%3E2.0.CO%3B2)

3 – Conclusioni

Quando quindi si afferma che Appleman è obsoleto, si commette un errore non da poco, in quanto è stato tranquillamente aggiornato, e non è conveniente per i sostenitori dell’esistenza delle scie chimiche ammetterlo, in quanto gli aggiornamenti, confermano un aumento delle scie.

E quando qualcuno chiede “(Ma poi scusate, se fossero davvero i "nuovi turbofan" a creare tutti quei disastri in cielo - non dimentichiamo che secondo la NASA le "contrails permanenti" contribuiscono addirittura ad aumentare l'effetto serra - non basterebbe tornare ai motori di una volta per risolvere il problema?)” sapete che tornare ai vecchi motori significherebbe consumare di più, e produrre più inquinamento (quello che non si vede, invece della scia, che è il peggiore).