Jeder kennt die "Himmelsschreiber": An schönen Tagen ziehen die großen Flugzeuge ihre Bahn, oftmals nur erkenntlich an den Kondensstreifen, die sie hinterlassen und die mehr oder weniger lange am Himmel stehen bleiben. Das ist besonders bei hochfliegenden Flugzeugen der Fall.

Die Ursache für die Bildung der Kondensstreifen liegt in der Zusammensetzung der Abgase der Triebwerke. Die langen Kondensstreifen, die wir am Himmel sehen, können aber keinesfalls aus dem Wasserdampf der Jettriebwerke gebildet werden. Das wäre viel zu wenig! Zur Erinnerung: 10 l Octan bilden etwa 10 l Wasser oder 1 kg Kerosin bildet 1,3 kg Wasser. Ein Jumbo-Jet verbrennt beim Flug von London nach New York 80 t Kerosin! Aber wie gesagt - das reicht nicht aus.

Richtig ist: Kommen die heißen Abgase in die um -50 °C kalte Luft, so kondensiert Wasserdampf zu Tröpfchen und gefriert. Wasserdampf kann auch sofort Eiskriställchen bilden, also resublimieren.

Die Analyse dieser Tröpfchen bzw. Kristalle hat jedoch ergeben, dass sie nicht aus reinem Wasser, sondern aus feinstverteilten Schwefelsäuretröpfchen ("Sulfat-Aerosole") gebildet werden. Die Schwefelsäure entsteht katalytisch aus dem SO₂ in den Abgasen der Triebwerke, denn der Flugzeugtreibstoff Kerosin ist schwefelhaltig. Die Aerosolteilchen ("Feinstaub") wirken als Kristallisationskeime für weitere Wasseranlagerung und vergrößern die Tröpfchen bzw. Eiskristalle.

Als Kristallisationskeime wirken übrigens auch die Rußpartikel, die von manchen Flugzeugen in erheblicher Menge ausgestoßen werden.

Start eines stark rußenden Flugzeugs (B-52) (Foto: Blume)

In trockner Umgebungsluft bilden sich wegen der geringen Menge an ausgestoßenem Wasserdampf nur kurzlebige Kondensstreifen. In besonders kalter und feuchter Luft dagegen lösen sich diese primären Kondensstreifen nicht wieder auf, sondern sammeln sogar noch Wasserdampf aus der Umgebung ein. So können sie zu riesigen Zirruswolken anwachsen. Das kann man besonders an Tagen mit aufziehenden Tiefs sehr schön beobachten. Die Kondensstreifen verbreitern sich und werden zu großen Wolkenfeldern. Das hat möglicherweise einen Effekt auf die Erwärmung der Erde: Die besonders dünnen Eiswolken lassen zwar Sonnenlicht durch, reflektieren aber einen Teil der Sonnenstrahlung (Albedoeffekt). Das hat Abkühlung der unteren Luftschichten zur Folge. Andererseits reflektieren sie die Wärmestrahlung vom Erdboden zurück, so dass sich der Treibhauseffekt verstärken kann.

(Foto: Blume)

Besondere Flugzeuge wie früher die SR-71 fliegen vor allem bei militärischen Einsätzen oder im Rahmen der Erforschung der Stratosphärenchemie sehr hoch. Sie zeigen merkwürdigerweise keine Kondensstreifen. Das gilt auch für Flugzeuge mit Stealth-Technologie wie den B-2-Bomber. Mit chemischen Zusätzen verhindert man die Bildung von Kondenswasser und Eiskriställchen. Dabei soll es sich um Verbindungen wie Fluorschwefelsäure handeln. Vielleicht sind es aber auch perfluorierte Tenside (PFT) wie zum Beispiel die Perfluoroalkylsulfonsäure bzw. -sulfonate. Diese sind wenigstens im Kerosintyp JP-8 enthalten. (JP steht für Jet Propulsion.) Was auch immer dahinter steckt - leider Top secret !

B-2	SR-71

(Fotos: Blume)

Bleibt noch eine Frage: Wie machen denn die Himmelsschreiber, die man zum Beispiel auf Air-Shows sieht, ihre Striche in Bodennähe? Die haben eine Vorrichtung zum Versprühen von Paraffinöl. Daraus bestehen deren Strichzeichnungen am Himmel. Das merken auch die Zuschauer: Deren Autos, die in der Nähe geparkt wurden, sind nach der Vorführung mit einem dichten Paraffinfilm überzogen...

(Foto: Blume)

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