Scie colorate

Capita a volte, di vedere in cielo, scie non propriamente bianche. Esistono vari casi (naturalmente sempre riportati come “prova” della natura non di condensa delle scie) che sono imputabili a cause diverse, ma con lo stesso principio di base, lo scattering (nel nostro caso specifico, la dispersione ottica).

Lo scattering, riferito alle onde luminose, non è qualcosa di semplice. La sua teorizzazione comprende l’uso della meccanica quantistica, ma a grandi linee, potete immaginarvi, che la luce, composta da tutti i raggi con le sue multiple lunghezze d’onda (ovvero tutti i colori dell’arcobaleno), mentre attraversa un oggetto sia forzata a deviare dalla sua traiettoria lineare, per via di lievi difformità nell’oggetto stesso.

A differenza della riflessione, o della rifrazione, dove le onde vengono deviate in maniera ordinata e facilmente prevedibile, lo scattering è tipicamente casuale (se considerato per il singolo raggio di luce).

Un esempio di scattering, molto famoso, è il nostro cielo. Il cielo è azzurro, per via del fatto che l’atmosfera diffonde la luce solare ed in particolare diffonde le basse/lunghe lunghezze d’onda, ed il rosso viene “tolto” (lo so, sto semplificando, ma tale è la funzione dello spiegone), e la luce viene ridistribuita in tutte le direzioni, compresa la nostra di osservatori.

1 – Scie di diverso colore

Come si vede nella foto dell’ottimo Massimo Santacroce,

https://www.flickr.com/photos/cieliazzurri/4717131340/sizes/l/in/photostream/

Possono trovarsi in cielo due scie di colori differenti. Una delle prime cose che può venire in mente, è la possibilità che si tratti di scie diverse nella composizione (e di conseguenza, viene considerato come un indizio a favore dell’esistenza delle scie chimiche).

Ma il fatto è che il fenomeno è spiegabilissimo con lo scattering. Scie che possono benissimo trovarsi a diverse altitudini e quindi a diversi angoli d’incidenza rispetto alla luce del sole, possono reagire con scattering di lunghezze d’onda diversi le une dalle altre, ed apparire di colorazioni differenti. La prova tangibile che lo scattering non è dovuto esclusivamente alla diversa composizione del mezzo di diffusione, è il tramonto. Non tutto il cielo è rosso al tramonto, ma solo laddove i raggi devono compiere più strada per raggiungerci (e quindi attraversano più atmosfera, subiscono maggior scattering delle basse lunghezze d’onda), ma questo non è certo indice che il cielo è di diversa composizione chimica.

C’è da dire, per onestà intelletuale, che l’aumento del particolato atmosferico (inquinamento) accentua il fenomeno.

2 – Scie grige

Spesso si vedono foto di scie grige (o di luminosità spenta). Le usa anche Massimo Mazzucco nelle sue 10 prove dell’esistenza delle scie chimiche (prova numero 5, mi pare, ma non metto il link diretto, tanto si trova facilmente su google).

Se andate a vedere la sua prova, le scie in questione sono tutte fotografate da sopra, invece che da sotto. E come dice lo stesso Mazzucco, in quelle foto, l’effetto “spento” delle contrails, non è imputabile ad ombre, controluce od interamente ad un effetto di contrasto (ed in questo, Mazzucco ha ragione).

La spiegazione del fenomeno, però è sempre lo scattering. L’atmosfera sopra le scie è tanta, veramente tanta. Seppur i tre quarti della denistà dell’atmosfera sono nei primi 11 chilometri), la stessa si estende fino a 500/600 km sopra di noi (se escludiamo l’esosfera). E l’estensione dell’atmosfera, fa si che i raggi di luce debbano percorrere una grande distanza attaverso il particolato (seppur rado) diffondendo la luce in tutte le direzioni. La gran quantità di luce che l’atmosfera diffonde e ridistribuisce, (e è tanta, se calcoliamo che di giorno, ci impedisce di vedere il cielo stellato), viene a sua volta ridistribuita a terra dalle scie.

Per questo motivo, se guardate da sotto, le scie sono bianche candide, talmente luminose,da riuscire ad essere viste attraverso le nubi a volte (a seconda della densità). Ed in quel caso, ci possono sembrare sotto di esse, mentre invece sono sopra.

Se invece le osserviamo dall’alto, la quantità di atmosfera che hanno sotto di loro è poca (al massimo 11 km), e sotto di esse c’è il terreno che riflette la luce solare, ma non è efficiente quanto la diffusione atmosferica. Per questo, seppur illuminate dal sole, dall’alto possono apparire grige perché non hanno quel plus di luce che possono ridiffondere verso l’alto.

3 – Scie arcobalenate.

A volte, capita di vedere scie completamente colorate, come nel caso di

http://contrailscience.com/wp-content/uploads/aerodynamic-contrail-under-clouds.jpg

Questa colorazione, è sempre dovuta allo scattering. Si verifica (per via della densità più bassa) più frequentemente con le scie aerodinamiche, piuttosto che le contrails.

E’ talmente appurata la cosa, che si riesce perfino a calcolare di quale colore sarà la scia aerodinamica, in funzione della distanza dall’aereo e delle condizioni di formazione/diffusione/dissipazione, come mostrato nel riassunto dello studio

http://contrailscience.com/files/Gierens_Aerodynamic_poster_060625.pdf

In Aerodynamics, mostra le cause della formazione della scia e relativo modello utilizzato.
In Microphysics, studia la dimensione e distribuzione delle goccioline d’acqua, miste a particelle di ghiaccio.
In Optics, studia le proprietà ottiche dovute alle proprietà calcolate in Microphysics, e guarda caso, corrispondono perfettamente alle fotografie mostrate, alla base dello studio.