Wie entstehen die Kondens­streifen am Himmel?

Hier die Frage eines Schülers, die ich nicht beantworten kann: "Warum sieht man hinter den Flugzeugen am Himmel manchmal dicken weißen Rauch; und manchmal nicht, obwohl es aussieht, als würden sie jedes Mal gleich schnell fliegen?"

In der Frage stecken zwei Fragestellungen: Wie schnell ist eigentlich das Flugzeug am Himmel und warum sieht man manchmal weißen "Rauch" und manchmal nicht?

Die Geschwindigkeit des Flugzeugs ist sehr schwer abzuschätzen, da man seine Flughöhe nicht kennt, und der Anschein täuschen kann. Stellen Sie sich folgendes einfaches Experiment vor: Sie sind auf dem flachen Land und Sie sehen ein Auto, das auf einer 1 km entfernten Straße fährt – sagen wir mal von links nach rechts. Auf der Wiese neben Ihnen, in einigen Metern Entfer­nung, bewegt sich eine Kuh in die gleiche Richtung. Mit einem bisschen Glück werden Sie sehen, dass beide, das Auto und die Kuh, in der gleichen Zeit den gleichen Winkelbereich Ihres Gesichtsfeldes durchfahren bzw. durchlaufen. In dem Fall ist einem schon klar, dass Auto und Kuh sich mit sehr unterschied­lichen Geschwindigkeiten fortbewegen, obwohl der Geschwindigkeits­eindruck der Gleiche ist. Im Fall des Flugzeugs ist es genauso: Je höher es fliegt, desto langsamer scheint es zu fliegen.

Bei dem weißen "Rauch", den die Flugzeuge am Himmel hinterlassen, handelt es sich um kondensierten Wasserdampf. Aus den Flugzeugmotoren (insbesondere von Flugzeugen mit Düsenantrieb) strömt Wasserdampf, der bei der Verbren­nung des Treibstoffs entsteht. Wenn die Temperatur- und Druckbedin­gungen günstig sind, kondensiert dieser Wasserdampf in Form von kleinen Tröpfchen, genauso wie bei Wolken. Temperatur und Druck variieren sehr stark mit der Höhe, deshalb ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass Flugzeuge in größeren Höhen einen Kondensstreifen bilden, weil dort die Temperatur niedriger ist (beim Starten und Landen eines Flugzeugs werden Sie nie einen Kondens­streifen beobachten).

Um das Ganze besser zu verstehen, kann man eine Parallele zum Nebel ziehen. Morgens ist die Temperatur relativ niedrig und der in der Luft enthaltene Wasser­dampf kondensiert: Es bilden sich kleine Wassertröpfchen – Nebel. Wenn die Sonne aufgeht und die Temperatur langsam steigt, verschwindet der Nebel, die Tröpchen werden wieder zu Wasserdampf.

Die Geschwindigkeit des Flugzeugs hat jedenfalls keinen Einfluss auf die Bildung von Kondensstreifen. Man muss beide Dinge sauber trennen.

Ich hoffe, dass diese Erklärungen nützlich sein werden.

Der "weiße Rauch" ist eine lange Spur von Wassertröpfchen, manchmal auch von kleinen Eiskristallen. Wenn das Wetter sehr gut, die Atmosphäre also sehr trocken ist, kommt aus den Düsen nur ein kurzer Kondensstreifen. Dieser entsteht, weil der bei der Verbrennung des Kerosins entstehende Wasser­dampf in der eiskalten Luft zu Wassertröpchen kondensiert. Bei gutem Wetter verdampfen diese Wasser­tröpchen schnell wieder und der Kondensstreifen verschwindet. Wenn dagegen ein Tiefdruckgebiet vom Ozean her im Anmarsch ist, ist die Luft sehr feucht: Sie ist mit Wasserdampf übersättigt und sobald sich die Gelegenheit bietet, bilden sich Wassertröpchen. Die aus den Düsen ausgestoßenen Gase und kleinen Partikel (Ruß) sind sogenannte Kondensa­tions­keime, die den Vorgang der Tröpchenbildung auslösen.

Die Kondensstreifen am Himmel entwickeln sich, sie können manchmal sehr breit werden und mehrere Stunden am Himmel bestehen bleiben. Im Sommer sind soche breiten/langen Kondensstreifen am Himmel Vorboten für einen Wetterumschwung: In der Regel fängt es dann bald an zu regnen.