Quebra da barreira do som

''As frentes de onda representadas na figura acima são frentes de compressão cujo efeito resultante é um formidável estrondo. Logo atrás há uma superposição de frentes de refração e, nesse caso, como se vê na foto no início deste capítulo, o efeito é outro.
A súbita e intensa redução da pressão provoca a condensação do vapor de água contido no ar nessa região e dá origem à nuvem que se observa em torno do avião. Temos que nos atentarmos ao fato de que o avião não atravessa a nuvem, ele a cria. Na figura abaixo podemos ver que para um avião que voa com velocidade maior que a velocidade do som, as cristas das ondas formam uma série de círculos dispostos. Temos a formação de um cone sonoro quando traçamos retas tangentes aos círculos.''




Eu fiquei com algumas dúvidas referentes às partes em negrito: 
1º: O que seria essas frentes de refração?
2º:''redução da pressão provoca a condensação do vapor de água contido no ar nessa região'' como isso ocorre se com a redução da pressão é mais fácil pra água entrar no estado de vapor? 

3º:  O que significa círculos dispostos? 

Obrigada pelo feedback!!!

Olá, para entender bem as respostas dessas perguntas deverá possuir conhecimento do assunto de acústica/ondas sonora, existe muita teoria e matemática a respeito, e tentarei não me estender muito. Vamos lá:

1° - As ondas sonoras (onda longitudinal) são propagadas pelas deformações organizadas das moléculas do ar (ou do meio que se encontra), gerando uma região de alta densidade de moléculas e uma de baixa densidade de moléculas intercaladas. Essas são chamadas de região de compressão e rarefação (essa última se refere a de baixa densidade). Função da onda:
[latex]S_{(x,t)} = S_{M}cos(\omega t-kx)[/latex]
Sendo Sm a amplitude do deslocamento. Função da variação de pressão:
[latex]\Delta P(x,t)=\Delta P_{M}sen(\omega t-kx)[/latex]

2° - Nesse caso ocorre um fenômeno de exceção, uma singularidade. Se quiser ler mais sobre o assunto essa é a Singularidade de Prandtl-Glauert.

3° - esses círculos são frentes de ondas. Quando a velocidade da fonte supera a velocidade do som percebe-se a formação de círculos que formam um cone, esse é o Conde de Mach, também chamado de Onda de choque. É comum vermos esse fenômeno em rios e oceanos, quando a velocidade do barco supera a velocidade de propagação de onda no rio. Proponho um experimento visual, encha um balde com água e passe a ponta do dedo pela superfície da água rapidamente e constantemente, provavelmente você observará um rasto que formará um cone. Sendo N o número de Mach e tetha o ângulo de Mach:

[latex]sen(\theta )=\frac{v_{propagacao}}{v_{f}}= \frac{1}{N}[/latex]

Muito obrigada Pedro, só mais uma dúvida:
frentes de refração então se referem a regiões de menor pressão?

Sim, isso mesmo.