비행기가 날아가면서 만들어지는 구름은 어떤 원리로 형성되는 것인가요?
가끔 하늘을 보면 긴 형태의 구름 같은 것이 형성되어 있는데, 알고 보니 전투기가 날아가고 난 후에 만들어진 구름이었습니다.
전투기가 날아가고 난 후에 항상 긴 형태의 구름 같은 만들어지던데, 어떤 원리로 이렇게 전투기가 지나간 자리에는 구름이 만들어지는 것인가요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
전투기가 날아가고 난 후에 항상 구름이 만들어지는 이유는 여러 가지가 있습니다. 가장 큰 이유는 전투기가 날아가면서 발생하는 열과 압력 변화 때문입니다. 전투기가 공기를 밀어내면서 압력이 낮아지고 그로 인해 공기가 냉각되면서 수증기가 응결하여 구름이 형성됩니다. 그리고 전투기의 엔진에서 배출되는 배기가스에는 물과 이산화탄소가 포함되어 있어서 이들이 대기 중에 농축되면서 구름을 형성하는 데에도 영향을 줍니다. 그리고 전투기가 날아가면서 발생하는 마찰 열도 구름 형성에 영향을 미칩니다. 이러한 이유들이 모두 합쳐져서 전투기가 날아갈 때 구름이 만들어지는 것입니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
전투기가 날아가고 난 후에 형성되는 긴 형태의 구름은 "공기 경계층 구름" 또는 "콘트레일"이라고 불립니다. 이는 전투기가 추진기로 발생시키는 물증과 주변 대기와의 상호작용으로 인해 발생합니다.
전투기의 추진기에서 배출되는 디젤 연료와 항공기 엔진에서 연소된 연료로 생성된 물증은 높은 온도를 가지고 있습니다. 이 뜨거운 물증은 주변 대기의 상대적으로 낮은 온도와 습도와 만나면 빠르게 냉각됩니다. 이 과정에서 물증이 과포화 상태가 되어 수증기가 응결하여 구름을 형성하는데, 이 구름이 공기 경계층 구름 또는 콘트레일이 됩니다.
이러한 현상은 전투기가 날아가면서 생성되는 고온, 고압, 고속의 배기 가스와 주변 대기의 습도와 온도 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 전투기의 날개나 엔진 형태, 비행 고도, 대기 조건에 따라 공기 경계층 구름의 형태와 지속 시간이 다를 수 있습니다.
안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.
비행운(Contrail)은 항공기가 지나간 자리를 따라 생기는 구름을 말합니다. 비행운이 주로 발생하는 곳은 항공기 엔진인데 엔진에서 나오는 뜨거운 배기 가스(약 600℃ 내외)가 높은 항공의 차가운 공기(약 영하 40~50℃)와 만나면 물이 만들어집니다.
안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.
전투기가 날아가고 난 후에 형성되는 긴 형태의 구름은 주로 공기압력의 차이와 수증기가 어떻게 작용하는지와 관련이 있습니다. 이러한 구름은 대기 역학적인 현상에 의해 발생하는 것이 일반적입니다.
전투기나 다른 고속 비행기가 날아갈 때, 기체가 비행기 주위를 흐르면서 공기의 압력과 밀도에 변화를 일으킵니다. 이런 변화는 주로 비행기의 날개 끝과 날개 뒷부분에서 발생합니다.
1. 날개 끝의 와류(뒷류): 비행기의 날개 끝에서 공기는 빠르게 흐릅니다. 이로 인해 기체 주변의 공기가 낮은 압력을 갖게 됩니다. 낮은 압력의 공기는 주위의 공기를 흡입하려고 합니다.
2. 수증기 포화도: 공기가 낮은 압력 지역으로 향할 때, 공기가 상승하면서 압력이 낮아지면서 온도가 낮아집니다. 온도가 낮아지면 상대 습도가 증가하고, 공기 내의 수증기가 응축합니다. 이렇게 응축한 수증기가 미립자로 뭉쳐져 구름을 형성하게 됩니다.
3. 구름 형성: 날개 끝에서 압력이 낮아진 지역에서 응축한 수증기는 긴 형태의 구름으로 형성됩니다. 이러한 구름을 "와류 구름" 또는 "와류 컨트레일(contrail)"이라고 합니다.
이렇게 전투기가 날아갈 때 발생하는 와류 구름은 주로 높은 고도에서 발생하며, 일시적으로 남아 있을 수 있습니다. 와류 구름은 대기 중에서 서서히 증발하거나 흩어져 사라질 수 있으며, 날씨 조건에 따라 구름이 더 오래 지속되기도 합니다.