Capita spesso di alzare gli occhi al cielo e vedere un aereo seguito da una lunga linea bianca. A volte la scia scompare in pochi secondi, altre volte rimane visibile per molto tempo. Può interrompersi improvvisamente, ricomparire poco dopo, allargarsi fino a sembrare una nube oppure restare sottile e compatta.

Proprio questa enorme varietà di comportamenti ha alimentato nel tempo la teoria delle cosiddette “scie chimiche”: secondo questa interpretazione, alcune delle scie visibili dietro gli aeromobili sarebbero prodotte deliberatamente per disperdere sostanze nell'atmosfera.

In realtà non serve ipotizzare un sistema segreto per spiegare ciò che vediamo. Le scie degli aerei sono un fenomeno atmosferico ben conosciuto e il loro comportamento dipende soprattutto da temperatura, umidità, vento e caratteristiche degli strati d'aria attraversati.

E c'è un concetto fondamentale da tenere presente: l'atmosfera non è un blocco uniforme.

Che cosa sono realmente le scie degli aerei?

Le classiche linee bianche lasciate dagli aeromobili vengono chiamate scie di condensazione, o contrails, abbreviazione dell'inglese condensation trails.

I motori degli aerei, bruciando carburante, producono diversi gas e particelle. Tra i prodotti della combustione è presente anche vapore acqueo.

Alle quote normalmente percorse dagli aerei di linea, spesso intorno ai 9-12 chilometri, la temperatura dell'aria può essere inferiore anche a -40 °C.

Quando il vapore caldo proveniente dai motori si mescola rapidamente con questa aria estremamente fredda, l'acqua può condensare e congelare formando una grande quantità di minuscoli cristalli di ghiaccio.

La linea bianca che osserviamo dal suolo è quindi, dal punto di vista fisico, molto simile a una piccola nube composta prevalentemente da cristalli di ghiaccio.

Perché un giorno il cielo è pieno di scie e il giorno dopo non ce n'è quasi nessuna?

Questa è una delle osservazioni più comuni.

Il traffico aereo può essere simile, eppure in alcune giornate il cielo appare attraversato da numerose scie mentre in altre sembrano quasi assenti.

La ragione è che non basta il passaggio di un aereo per produrre una scia persistente.

Servono determinate condizioni di temperatura e umidità nell'alta atmosfera.

Se l'aria è sufficientemente fredda ma relativamente secca, una scia può formarsi e scomparire rapidamente. Se invece l'aereo attraversa uno strato molto freddo e particolarmente ricco di vapore acqueo, i cristalli di ghiaccio possono sopravvivere molto più a lungo.

Per questo due giornate che dal suolo sembrano meteorologicamente simili possono produrre cieli completamente differenti alle quote percorse dagli aeromobili.

“Ma a terra l'aria è secca e il cielo è sereno”

Anche questo ragionamento nasce da un errore molto intuitivo: immaginare che le condizioni osservate vicino al suolo siano rappresentative dell'intera atmosfera.

Non è così.

L'umidità misurata a Gesualdo, per esempio, descrive l'aria presente nei primi metri sopra il terreno. Un aereo di linea può trovarsi dieci chilometri più in alto.

Tra noi e quell'aeromobile esistono numerosi strati atmosferici, ciascuno con temperature, umidità e venti differenti.

Possiamo quindi avere aria relativamente secca vicino al terreno e contemporaneamente uno strato molto umido nell'alta troposfera.

Un cielo apparentemente limpido non significa affatto che tutta la colonna atmosferica sia priva di umidità.

Perché alcune scie scompaiono immediatamente?

Se l'aria attraversata dall'aereo non è abbastanza umida da mantenere i cristalli di ghiaccio, questi iniziano rapidamente a sublimare, cioè passano direttamente dallo stato solido al vapore.

La scia può quindi durare soltanto pochi secondi oppure qualche minuto.

Da terra vediamo una linea bianca molto corta che sembra inseguire continuamente l'aeromobile e dissolversi subito alle sue spalle.

Non significa che l'aereo stia utilizzando un sistema differente: sono semplicemente le condizioni atmosferiche a non permettere alla scia di sopravvivere.

Perché altre scie rimangono nel cielo per ore?

Quando invece l'aria circostante contiene abbastanza vapore acqueo e si trova in condizioni favorevoli alla persistenza del ghiaccio, accade il contrario.

I cristalli che costituiscono la scia non sublimano rapidamente e possono perfino continuare a crescere utilizzando il vapore acqueo già presente nell'atmosfera.

La scia può così rimanere visibile per decine di minuti o anche per diverse ore.

Questo è uno dei punti che più spesso genera sospetti: si sente dire che “una vera scia di condensazione dovrebbe sparire subito”.

In realtà non esiste una durata unica delle scie di condensazione. La loro permanenza dipende dall'ambiente nel quale vengono generate.

È lo stesso motivo per cui alcune nubi evaporano rapidamente mentre altre persistono per ore.

Perché una scia può interrompersi improvvisamente?

È probabilmente uno degli effetti visivamente più sorprendenti.

Una scia può essere perfettamente continua e poi interrompersi quasi di colpo. Dopo alcuni chilometri può ricomparire.

Da terra può sembrare che qualcuno abbia “spento” e poi “riacceso” qualcosa a bordo dell'aereo.

Ma bisogna ricordare ancora una volta che l'atmosfera è un fluido estremamente variabile.

L'aereo può attraversare uno strato d'aria nel quale temperatura e umidità permettono la formazione e la conservazione dei cristalli di ghiaccio, per poi entrare pochi secondi dopo in una regione più secca.

In quella seconda zona la scia scompare.

Se successivamente l'aereo entra nuovamente in uno strato favorevole, la scia torna visibile.

Un aereo percorre enormi distanze in pochissimo tempo

Qui entra in gioco anche un elemento che spesso viene sottovalutato: la velocità dell'aeromobile.

Un normale aereo di linea può viaggiare a circa 800-900 km/h.

A 900 km/h percorre circa 15 chilometri in appena un minuto.

Questo significa che una variazione atmosferica incontrata dall'aereo per pochi secondi può corrispondere già a diversi chilometri di percorso.

Da terra vediamo quindi una lunga scia con una parte mancante e possiamo avere l'impressione di osservare una decisione deliberata del pilota.

In realtà stiamo osservando l'aereo che attraversa rapidamente regioni atmosferiche con caratteristiche differenti.

Perché alcune scie sono completamente spezzettate?

Lo stesso principio può ripetersi più volte.

Immaginiamo una zona dell'alta atmosfera composta da regioni più umide alternate ad altre leggermente più secche.

Un aereo che attraversa questa struttura può lasciare una scia visibile in alcuni tratti e praticamente assente in altri.

Il risultato osservato dal terreno è una sequenza:

scia – spazio vuoto – scia – spazio vuoto – scia.

Non è necessario che il pilota intervenga su nulla.

È l'ambiente stesso attraversato dall'aereo a decidere se i cristalli di ghiaccio possono persistere abbastanza a lungo da diventare visibili.

L'atmosfera non è fatta di strati perfettamente ordinati

Quando parliamo di “strati” atmosferici non dobbiamo immaginare tanti fogli perfettamente orizzontali sovrapposti.

L'atmosfera è continuamente attraversata da onde, turbolenze, correnti, variazioni di temperatura e gradienti di umidità.

Le zone favorevoli alla persistenza delle scie possono avere forme irregolari e dimensioni molto diverse.

Un aeromobile può quindi entrare e uscire più volte da queste regioni anche mantenendo apparentemente la stessa quota.

La discontinuità della scia non dimostra quindi una discontinuità nelle emissioni del motore: mostra soprattutto una discontinuità nelle condizioni atmosferiche.

Perché alcune scie iniziano sottilissime e poi si allargano?

Una scia appena prodotta è normalmente molto stretta perché si forma immediatamente dietro all'aereo.

Da quel momento, però, non rimane ferma.

I cristalli di ghiaccio vengono trasportati dal vento, mescolati dalla turbolenza e deformati dalle differenti velocità delle correnti presenti nell'atmosfera.

Se la scia è persistente può quindi allargarsi progressivamente.

Dopo un certo tempo la classica linea netta può trasformarsi in una fascia biancastra sempre più ampia.

In determinate condizioni può diventare difficile distinguere ciò che rimane della scia originale da una normale nube alta.

“Se si allarga significa che stanno disperdendo qualcosa”

No. L'allargamento è proprio ciò che ci aspettiamo da una nube di cristalli di ghiaccio immersa in un fluido in movimento.

Una scia persistente viene deformata dal vento esattamente come qualsiasi altra struttura presente nell'atmosfera.

Se a una determinata quota il vento soffia con una velocità leggermente diversa rispetto alla quota immediatamente superiore o inferiore, entra in gioco anche il cosiddetto wind shear.

La scia viene stirata, deformata e distribuita su una superficie sempre maggiore.

Non è il materiale emesso dall'aereo che improvvisamente “si moltiplica”: gran parte della struttura che continua a svilupparsi deriva anche dal vapore acqueo già presente nell'ambiente circostante.

E perché alcune scie rimangono invece molto strette?

Perché anche in questo caso le condizioni atmosferiche possono essere differenti.

In uno strato relativamente stabile, con poca turbolenza e modeste differenze nella velocità del vento, una scia può mantenere per molto tempo una forma relativamente compatta.

Un'altra scia formata poche decine di chilometri più lontano può invece essere rapidamente deformata.

Non esiste una forma obbligatoria che tutte le scie devono assumere.

Perché una scia sembra più larga in alcuni punti e più stretta in altri?

Anche una singola scia può attraversare regioni con turbolenza e vento differenti.

Alcune parti possono quindi disperdersi rapidamente mentre altre rimangono concentrate.

Bisogna inoltre considerare l'età della scia.

Il tratto immediatamente vicino all'aereo è appena nato. Quello molto più indietro può essersi formato parecchi minuti prima e avere avuto quindi molto più tempo per espandersi.

Guardando un aeromobile in movimento possiamo quindi osservare contemporaneamente diverse fasi dell'evoluzione della stessa scia.

Perché due aerei vicini possono comportarsi diversamente?

Un'altra osservazione frequentemente presentata come prova delle “scie chimiche” riguarda due aerei visibili contemporaneamente: uno produce una lunga scia, l'altro apparentemente no.

Ma stabilire da terra se due aeromobili si trovano realmente alla stessa quota è estremamente difficile.

Un aereo può trovarsi, per esempio, a 9.000 metri e un altro a 11.000 metri pur apparendo relativamente vicini nel cielo.

Due chilometri di differenza verticale possono significare condizioni atmosferiche completamente differenti.

Anche variazioni molto più piccole possono essere sufficienti quando uno degli aeromobili si trova appena dentro una regione atmosferica favorevole alla persistenza delle scie e l'altro appena fuori.

Esistono inoltre differenze tra motori, aeromobili, potenza utilizzata e caratteristiche dei gas di scarico.

Due aerei apparentemente vicini non rappresentano quindi necessariamente due esperimenti effettuati nelle stesse condizioni.

Perché vediamo croci e griglie nel cielo?

Un cielo attraversato da diverse scie persistenti può assumere configurazioni molto geometriche.

Si possono formare croci, linee quasi parallele e perfino vere e proprie griglie.

Anche qui la spiegazione è molto meno misteriosa di quanto possa sembrare.

Gli aerei non viaggiano casualmente in linea retta tra un aeroporto e l'altro. Il traffico aereo segue rotte, punti di navigazione e corridoi che possono incrociarsi.

Se in quella giornata le condizioni dell'alta atmosfera permettono alle scie di persistere, rimangono visibili per molto tempo anche le tracce dei voli precedenti.

Un secondo aereo può attraversare quella zona seguendo una rotta differente e lasciare una nuova linea.

Dopo numerosi passaggi il cielo può così trasformarsi in una rete di scie incrociate.

Ma una scia vecchia non rimane esattamente dove è stata prodotta

Bisogna aggiungere un'altra cosa: mentre arrivano nuovi aerei, le scie precedenti vengono già trasportate dal vento.

Una linea osservata in un determinato punto del cielo non indica quindi necessariamente la posizione esatta della rotta percorsa dall'aereo diversi minuti prima.

Questo movimento contribuisce ulteriormente alla formazione di configurazioni apparentemente molto complesse.

Perché alcune scie sembrano curvare?

Una scia non è una linea rigida disegnata nel cielo.

Una volta formata appartiene all'atmosfera circostante e viene quindi trasportata e deformata dalle correnti.

Una linea inizialmente quasi rettilinea può progressivamente piegarsi, ondularsi oppure separarsi in più frammenti.

In altri casi è direttamente la traiettoria dell'aeromobile a essere curva, per esempio durante determinate manovre o procedure di navigazione.

“Una scia normale non può trasformarsi in una nube”

In realtà può succedere proprio questo.

Le scie persistenti sono costituite da cristalli di ghiaccio e possono evolvere formando strutture simili ai cirri, le classiche nubi alte composte prevalentemente da ghiaccio.

Con il passare del tempo vento e turbolenza possono cancellare completamente la forma lineare originaria.

Guardando il cielo un'ora più tardi potremmo quindi vedere soltanto una fascia di nubi sottili senza riuscire più a riconoscere la scia dalla quale si sono originate.

Questo fenomeno è reale ed è studiato anche perché le scie persistenti e i cirri derivati dall'aviazione possono influenzare il bilancio radiativo terrestre.

Quindi gli aerei emettono soltanto vapore acqueo?

No, e sarebbe altrettanto sbagliato affermarlo.

I motori aeronautici utilizzano carburante e producono emissioni reali, tra cui anidride carbonica, ossidi di azoto, particolato e altri prodotti della combustione.

L'impatto climatico dell'aviazione è un vero campo di ricerca scientifica.

Anche le scie persistenti sono oggetto di studio proprio per il loro possibile contributo alla formazione di nubi alte e quindi al bilancio energetico dell'atmosfera.

Riconoscere questi problemi reali, misurabili e documentati non significa però accettare l'idea che le scie visibili siano il risultato di un programma segreto di irrorazione.

Al contrario, significa distinguere tra fenomeni realmente studiati e interpretazioni prive di evidenze.

“Ma io ho visto chiaramente il pilota spegnere la scia”

Da terra possiamo vedere soltanto il risultato finale.

Se una scia termina improvvisamente proprio mentre l'aereo continua a volare, è naturale avere l'impressione che sia stato disattivato qualcosa.

Ma l'aeromobile sta attraversando l'atmosfera a centinaia di chilometri orari.

In pochi secondi può passare da una regione sovrasatura rispetto al ghiaccio a una regione più secca nella quale i cristalli non riescono a sopravvivere.

L'effetto visivo può essere estremamente netto anche quando la variazione atmosferica è perfettamente naturale.

La nostra percezione vede un “interruttore”. La fisica vede un confine tra masse d'aria differenti.

Il problema delle osservazioni fatte soltanto dal terreno

Gran parte delle interpretazioni sulle “scie chimiche” nasce da osservazioni corrette seguite però da conclusioni sbagliate.

È vero che:

• alcune scie durano pochi secondi;
• altre rimangono per ore;
• alcune si interrompono;
• altre sono spezzettate;
• alcune si allargano moltissimo;
• altre rimangono strette;
• due aerei apparentemente vicini possono produrre scie differenti;
• nel cielo possono comparire croci e griglie.

Tutti questi fenomeni esistono realmente.

L'errore consiste nel considerarli comportamenti impossibili per una normale scia di condensazione.

Una volta considerate la struttura dell'atmosfera, la temperatura, l'umidità, la presenza di cristalli di ghiaccio, il vento, la turbolenza e la velocità degli aeromobili, quei comportamenti diventano invece perfettamente comprensibili.

Un esperimento mentale molto semplice

Immaginiamo per un momento che un aereo attraversi tre grandi regioni atmosferiche consecutive.

Nella prima l'aria è molto fredda e umida: la scia compare e persiste.

Nella seconda l'aria è più secca: la scia scompare.

Nella terza torna un ambiente favorevole: la scia ricompare.

L'aereo non ha modificato il proprio comportamento.

È cambiato semplicemente il fluido nel quale stava viaggiando.

E a quasi 900 km/h può attraversare tutte e tre queste regioni in pochissimo tempo.

L'atmosfera è molto più complessa di quanto appare guardandola dal basso

Dal terreno il cielo può sembrarci uno spazio vuoto, trasparente e uniforme.

In realtà sopra di noi esiste una struttura continuamente in movimento composta da masse d'aria con proprietà differenti.

Temperatura e umidità cambiano con la quota e con la posizione. I venti possono soffiare contemporaneamente in direzioni e velocità differenti a livelli diversi. Onde atmosferiche, correnti e turbolenza modificano continuamente la distribuzione del vapore acqueo.

Gli aerei rendono temporaneamente visibile una piccola parte di questa struttura.

In questo senso una scia che appare e scompare può persino offrirci un indizio della presenza di regioni atmosferiche differenti attraversate dall'aeromobile.

Le “scie chimiche” e il metodo scientifico

Una teoria scientifica non viene valutata in base a quanto possa apparire suggestiva un'immagine, ma attraverso osservazioni verificabili, misurazioni, esperimenti e risultati riproducibili.

Per spiegare le caratteristiche normalmente attribuite alle “scie chimiche” non è necessario introdurre un'ulteriore ipotesi di irrorazione segreta.

Le normali proprietà delle scie di condensazione e dell'alta atmosfera spiegano già perché possono assumere forme, durate e comportamenti così differenti.

Questo non significa che dobbiamo smettere di fare domande.

Significa esattamente il contrario: fare domande è fondamentale, ma dopo la domanda bisogna verificare quale spiegazione sia compatibile con le osservazioni e con ciò che conosciamo della fisica atmosferica.

Esistono davvero tecniche per modificare artificialmente le nubi?

A questo punto nasce inevitabilmente un'altra domanda.

È mai stato realmente tentato di modificare artificialmente una nube?

La risposta, questa volta, è sì.

Esiste una tecnica reale chiamata cloud seeding, o inseminazione delle nubi, utilizzata e sperimentata in diverse parti del mondo con l'obiettivo di favorire determinati processi all'interno di nubi già esistenti.

Ma il fatto che il cloud seeding esista non dimostra affatto la teoria delle “scie chimiche”.

Si tratta di tecniche completamente differenti, con modalità operative, condizioni meteorologiche necessarie, sostanze utilizzate, obiettivi e limiti ben definiti.

Ed è proprio questo il tema che approfondiremo nel prossimo articolo: che cos'è realmente il cloud seeding, cosa può fare e soprattutto cosa non può fare.

Capire il cielo è più interessante che temerlo

Le scie degli aerei possono essere sorprendentemente diverse tra loro perché sorprendentemente diversa è l'atmosfera nella quale si formano.

Possono durare pochi secondi oppure ore, interrompersi, ricomparire, allargarsi, deformarsi e trasformarsi in strutture simili a normali cirri.

Nessuno di questi comportamenti richiede l'esistenza delle cosiddette “scie chimiche”.

Quello che vediamo sopra le nostre teste non è un'atmosfera uniforme attraversata da linee misteriose, ma un enorme fluido tridimensionale e dinamico che gli aerei, per qualche minuto, riescono perfino a rendere visibile ai nostri occhi.