Вчені розповіли, як сліди літака впливають на клімат Землі

Зворотні сліди, ті тонкі сліди, які реактивні літаки залишають за собою, рухаючись небом, не такі нешкідливі, як може здатися. Ці довгі, тонкі хмари, створені внаслідок високого польоту літаків, напрочуд шкідливі для навколишнього середовища. Їх утворення включає шаровий процес, змішуючи гарячі вихлопні гази з холодними верхніми шарами атмосфери.

За певних умов ці туманні шматки конденсованої водяної пари поширюються та перетворюються на зворотні перисті хмари. Замість того, щоб розсіюватися в космосі, ці хмари затримують тепло, спричиняючи понад половину загального впливу авіації на клімат.

Вплив зворотних слідів на клімат

Fangqun Yu, старший науковий співробітник Дослідницького центру атмосферних наук Університету Олбані, нещодавно очолив дослідження, присвячене цьому тривожному явищу.

Дослідження ближче розглянуло процес утворення слідів, вивчаючи роль нелетких (сажі) частинок і летючих частинок. Розслідування відкриває можливі стратегії для зменшення негативного впливу на клімат і впровадження більш екологічних практик в авіації.

Розкриття загадки зворотного сліду

«Відомо, що частинки сажі, що утворюються під час згоряння палива в авіаційних двигунах, домінують у формуванні частинок зворотного льоду», — пояснив Ю.

«У міру того, як авіаційна промисловість рухається до екологічно чистого палива та нових технологій двигунів, викиди сажі значно скорочуються, а летючі частинки, що утворюються у вихлопних газах двигунів (після викидів), стають важливими для аналізу».

Це поглиблене дослідження має на меті розширити наше розуміння механізму, що обумовлює кількість частинок зворотного льоду, що утворюються під час польотів, привертаючи увагу як до розмірів частинок сажі, так і до летючих частинок.Летючі частинки в утворенні зворотного сліду

Інформація, зібрана для цього дослідження, стала можливою завдяки групі експертів з дослідницького центру NASA Langley та Німецького аерокосмічного центру. Дослідники провели моделювання польоту, використовуючи дані, зібрані під час нещодавніх польових експедицій ECLIF (Вплив альтернативних видів палива на викиди та клімат).

Всупереч попереднім висновкам, які вказували на те, що летючі частинки почали діяти лише тоді, коли викиди сажі були різко скорочені під час польотів, це нове дослідження свідчить про інше.

«Наше дослідження вказує на те, що летючі частинки можуть сприяти збільшенню кількості частинок льоду в сліді за середніх рівнів викидів сажі та середніх температур повітря, розширюючи діапазон умов, коли ці частинки стають фактором», — пояснив Ю. «Це важливо, оскільки ми оцінюємо вплив зворотних слідів на клімат як під час поточних польотів, так і для майбутніх більш стійких».

Формування майбутнього авіації

Дослідження було зосереджено на мікрофізиці частинок із роздільною здатністю за розміром і взаємодії аерозолів і хмар, які впливають на зміну клімату. Ю. вивчає мікрофізику частинок в атмосфері (включаючи утворення зворотних слідів) та їх вплив на навколишнє середовище вже більше двох десятиліть. Попередня робота Ю включає розробку складної моделі для імітації утворення частинок і зворотних слідів, і він є автором численних наукових статей на цю тему.

Зараз Ю працює з командою GE Research, щоб отримати глибше розуміння впливу чистого авіаційного палива та нових технологій двигунів на утворення слідів. За останній рік команда провела серію експериментів у камері моделювання висоти в Дослідницькому центрі Гленна НАСА в Клівленді.

Шлях до зменшення зворотних слідів

Оскільки авіаційна промисловість прагне пом’якшити вплив на навколишнє середовище, альтернативне паливо пропонує багатообіцяючий шлях до зменшення утворення зворотних слідів та його наслідків зігрівання. Екологічне авіаційне паливо (SAF), виготовлене з відновлюваних джерел, не тільки виробляє менше частинок сажі під час згоряння, але й має потенціал для зменшення уловлюючих тепло зворотних перистих хмар.

Нещодавні льотні випробування показали, що реактивні літаки, оснащені сумішами SAF, можуть значно зменшити викиди сажі, підкреслюючи важливість ширшої зміни галузі. Однак для того, щоб SAF принесли суттєві зміни, необхідне широкомасштабне впровадження в авіаційному секторі.

Практика авіації та кліматичні цілі

Постійні дослідження відіграватимуть вирішальну роль у стимулюванні цієї трансформації, гарантуючи, що кожен зроблений крок узгоджуватиме авіаційну практику з глобальними кліматичними цілями. Завдяки постійним інноваціям і відданості майбутнє з чистішим небом і зменшеним впливом на клімат стає більше, ніж просто прагненням – воно стає життєздатною реальністю для майбутніх поколінь. Дослідження опубліковано в журналі Environmental Science&Technology.