Wie entstehen Kondensstreifen, und warum nur an manchen Tagen?

Schritt 5 von 8 · Vorhersagen

Wasserdampf aus den Triebwerken gefriert zu Eis

Hinter jedem Triebwerk mischt sich heißes, sehr feuchtes Abgas mit der Außenluft. In 11 km Höhe hat diese Luft etwa −56,5 °C. Beim Mischen kühlt das Gemisch so schnell ab, dass es mehr Wasserdampf enthält, als es halten kann. Das Wasser kondensiert an den winzigen Rußteilchen aus dem Triebwerk und gefriert sofort. Der Streifen beginnt deshalb ein kurzes Stück hinter den Triebwerken, wo sich genug kalte Luft beigemischt hat.

Es ist dasselbe wie dein Atem an einem frostigen Morgen: Warme, feuchte Luft trifft auf kalte Luft und wird zu einem kleinen Wölkchen. In Reiseflughöhe ist es nur viel kälter, deshalb besteht die Wolke aus Eis statt aus Tröpfchen.

Schritt 4 von 8 · Erklären

Kondensstreifen brauchen Luft kälter als etwa −40 bis −50 °C

Ein Kondensstreifen entsteht nur, wenn die Außenluft kalt genug ist. Weiter unten wird die Mischung aus Abgas und Luft nie feucht genug, dass Wasser kondensiert, und das Flugzeug fliegt ohne Streifen. Beim Luftdruck in Reiseflughöhe liegt die Grenze bei etwa −51 °C in sehr trockener Luft und bei etwa −42 °C in wassergesättigter Luft (das Schmidt-Appleman-Kriterium, berechnet von Ulrich Schumann vom DLR, 1996).

In der Normatmosphäre liegt die Grenze damit bei etwa 10,2 km in trockener Luft, bei 9,6 km, wenn die Luft gegenüber Eis gesättigt ist, und bei 8,2 km in sehr feuchter Luft (weiter unten ist der Luftdruck höher, dadurch liegt die Grenze dort bei wärmeren etwa −38 °C). Verkehrsflugzeuge fliegen in 10 bis 12 km, also genau um diese Grenze herum. Ein paar hundert Meter Höhe oder ein etwas wärmerer Tag können entscheiden, ob überhaupt ein Streifen entsteht. Flugzeuge weit darunter, etwa kleine Propellerflugzeuge, machen fast nie einen.

Schritt 6 von 8 · Ausprobieren

Die Luftfeuchte entscheidet, ob der Streifen bleibt

Entstehen ist die eine Bedingung, Bleiben die andere. Sind die Eiskristalle einmal da, hängt ihr Schicksal davon ab, wie viel Wasserdampf die Umgebungsluft enthält. Ist die Luft trockener als die Eissättigung, verdunsten die Kristalle wieder, und der Streifen verschwindet nach Sekunden bis etwa einer Minute. Ist die Luft gegenüber Eis übersättigt, also über 100 % Feuchte über Eis, verdunsten die Kristalle nicht: Sie nehmen weiteres Wasser aus der Luft auf, wachsen, und der Streifen bleibt.

„Feuchte über Eis“ klingt seltsam, ist aber entscheidend. Eis hält Wassermoleküle fester als flüssiges Wasser. Deshalb ist Luft bei −56 °C gegenüber Eis schon gesättigt, wenn sie gegenüber Wasser erst etwa 58 % Feuchte hat. Solche Luft sieht völlig klar aus, und trotzdem hinterlässt jedes Flugzeug darin einen bleibenden Streifen. Diese Feuchte ändert sich von Tag zu Tag und von Luftschicht zu Luftschicht. An einem Tag verschwinden alle Streifen sofort, am nächsten ziehen dieselben Flugzeuge Linien, die stundenlang bleiben.

Schritt 7 von 8 · Erklären

Lange Streifen werden zu Eiswolken

Ein Streifen, der bleibt, wird immer breiter. Winde in unterschiedlichen Höhen ziehen ihn auseinander, und die Eiskristalle wachsen weiter. Im Lauf von einer Stunde oder mehr wird aus der scharfen Linie ein Band von mehreren Kilometern Breite und schließlich ein dünner, faseriger Schleier, kaum von natürlichen Zirruswolken zu unterscheiden. Fachleute sprechen von Kondensstreifen-Zirren. An Tagen mit viel Flugverkehr können sie über Mitteleuropa einen merklichen Teil des Himmels bedecken.