С 40−х годов ХХ века ученые пытались объяснить, как возникают в небе так называемые «дырявые» облака (hole-punch clouds). Это пустоты, возникающие на фоне однородного облачного слоя, зачастую симметричной формы. Возникают они довольно редко. Многие ученые подозревали, что к образованию таких дыр может быть причастна авиация.

В работе, опубликованной Эндрю Хаймсфельдом и его коллегами в Бюллетене американского метеорологического общества, ученые впервые проследили связь между полетом самолета, возникновением дыр в облаках и кристаллизацией атмосферной воды. Поводом к исследованию послужил случай, свидетелями которого команда ученых стала на борту исследовательского самолета близ аэропорта Денвера в 2007 году.

В тот день метеорологи летели на турбовинтовом самолете, чтобы изучать облака. От рутинной работы ученых отвлекло сообщение пилота: самолет летит сквозь дыру в кучевых облаках. Данные наземного контроля показали, что примерно за час до их полета в этом месте взлетали два коммерческих самолета. Кроме того, наземный радар также показал, что за научным самолетом растянулся шлейф странного снегообразования.

Снежинки образовывались уже более получаса, а начали — спустя пять минут после пролета второго коммерческого рейса. Длина шлейфа составляла 32 км, ширина — 4 км. Приборы, установленные на борту научного самолета, показали, что позади него появляются снежинки в форме незатейливых плоских кристаллов, по форме куда проще тех, что образовывались в соседних облаках.

Вскоре ученые нашли объяснение характерному снегообразованию. Подобные процессы, по их словам, могут наблюдаться над территорией Восточной Европы и севере Тихоокеанского побережья США. В этих районах облака часто содержат капли переохлажденной воды, которая не кристаллизуется из-за отсутствия пылинок, которые могут стать очагами образования льда.

В таком переохлажденном состоянии капли могут находиться вплоть до температуры -34°С. При более низкой температуре они кристаллизуются сами по себе.
Пропеллер рождает снег

Ученые установили, что позади пропеллера турбовинтового самолета возникает область пониженного давления, где воздух охлаждается на 30°С. Подобный эффект создают и реактивные самолеты, правда, у них он слабее: за их крыльями воздух охлаждается на 20°С. Следующий самолет, летя сквозь переохлажденное облако, «засевает» его частицами льда, которые при снижении обретают характерную форму. «Если появляются частицы льда, водяной пар будет конденсироваться на них — как на зеркале в ванной комнате, которое несколько холоднее воздуха, – и пойдет снег, а может быть, и дождь», — пояснил Хаймсфельд.

По словам ученых, наведенное самолетами выпадение снега может происходить редко. Каждую секунду лишь 7,8% поверхности Земли покрыты облаками с необходимыми для этого условиями. А так как воздушные трассы расположены, как правило, выше облаков, дырки в них могут появляться от взлета или посадки самолетов.