Contrails: hoe het aanpassen van vluchtplannen het klimaat kan helpen

Contrails: hoe het aanpassen van vluchtplannen het klimaat kan helpen

Door Beth Timmins
Zakelijke verslaggever, BBC News

Gepubliceerd11 minuten geledenDelencloseDeel paginaKopieer linkOver delenGerelateerde onderwerpenCOP26Beeldbron, Christiane VoigtAfbeelding bijschrift, Condensatiesporen in vliegtuigen kunnen een aanzienlijke impact hebben op het klimaat, zeggen onderzoekers

Die piekerige witte lijnen die kriskras door de lucht lopen nadat een vliegtuig overvliegt, zijn veel minder goedaardig dan hun pluizige patronen doen vermoeden.

Tot nu toe hebben regeringen en de industrie zich sterk gericht op het terugdringen van de CO2-uitstoot van vliegtuigen – en terecht, aangezien de luchtvaartsector verantwoordelijk is voor ongeveer 2,4% van de wereldwijde CO2-uitstoot en een enkele vlucht evenveel CO2 kan uitstoten als veel mensen in een heel jaar. .

Maar sommige wetenschappers waarschuwen nu dat de impact van straling die wordt veroorzaakt door contrails van vliegtuigen, zelfs nog groter kan zijn. Contrails, die het effect van de opwarming van de aarde versterken door verwarming, kunnen meer dan de helft (57%) van de totale klimaatimpact van de luchtvaart uitmaken.

Condensatiesporen (kortweg contrails) zijn waterdamp die als ijs condenseert op roetdeeltjes die worden uitgestoten door vliegtuigmotoren. Ze komen niet altijd voor omdat het bepaalde atmosferische omstandigheden vereist – de lucht moet erg koud, vochtig en “oververzadigd” zijn om ijs te kunnen vormen.

Ze vangen en absorberen uitgaande warmte die anders in de ruimte ontsnapt. Dit verergert ’s nachts wanneer het kouder is en de contrail een langere levensduur heeft. Ze kunnen ook een minder groot koelend effect hebben, omdat ze binnenkomend zonlicht blokkeren – maar alleen overdag.

Seconden, minuten of een dag

Ze kunnen seconden, uren of zelfs een dag duren – en dit bepaalt de klimaatimpact van een bepaalde contrail. Maar recent onderzoek toont aan dat er een oplossing zou kunnen zijn voor dit over het hoofd geziene probleem.

Prof Marc Stettler, docent transport en milieu aan het Imperial College London, zegt dat het veranderen van de hoogte van minder dan 2% van de vluchten de klimaatverandering door de contrail mogelijk met maar liefst 59% kan verminderen. “Het aanpassen van de vlieghoogte met slechts duizend voet kan voorkomen dat sommige contrails worden gevormd”, legt hij uit.

Afbeeldingsbron, Christiane Voigt Afbeelding bijschrift, Het HALO-onderzoeksvliegtuig dat de impact van contrails meet

Aanpassingen zouden betekenen dat een vliegtuig sommige van de gebieden van de atmosfeer zou kunnen vermijden die koud en vochtig genoeg zijn om in de eerste plaats contrails te creëren.

“Een relatief klein deel van de vluchten draagt ​​bij aan het grootste deel van de klimaatimpact. Dus als we deze vluchten kunnen aanpassen, kunnen we de klimaatimpact aanzienlijk verminderen”, zegt prof. Stettler.

Recent onderzoek van prof. Christiane Voigt, hoofd van de afdeling cloudfysica aan de universiteit van Mainz, Duitsland, onderstreept dit.

Ze heeft proeven gedaan met het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR) om de impact van contrails te meten en te verminderen.

Haar team gebruikt high-altitude long-range (HALO) G55-onderzoeksvliegtuigen om hun gegevens te verzamelen. Het vliegtuig heeft op de vleugels gemonteerde instrumenten die de eigenschappen van de contrail en het door straling verstrooide licht meten. Hierdoor kunnen ze de nauwkeurigheid van hun voorspellingen evalueren en de impact van straling onderzoeken.

Afbeeldingsbron, Christiane VoigtAfbeelding bijschrift, Contrail-sensoren en meetapparatuur op HALO

“Onze resultaten waren erg positief. We waren in staat om tegen lage kosten ongeveer 80% van de contrails te voorspellen en te vermijden”, zegt ze. Prof Voigt voegt eraan toe dat er maar heel weinig vluchten zouden moeten worden afgeweken om een ​​”grote klimaatimpact” te behalen.

Hoewel er enkele onzekerheden waren, was haar team in staat om de meeste contrails op te sporen en de juiste gebieden te vermijden.

“We staan ​​aan het begin van een race om ze te ontwijken. En ik heb de indruk dat” [companies] zoals Lufthansa en Airbus, zijn echt geïnteresseerd, omdat het goedkoop en effectief is”, zegt ze.

Prof Keith Hayward, fellow van de Royal Aeronautical Society, is optimistisch dat het misschien alleen een softwareaanpassing nodig heeft om veel vluchtplannen aan te passen om het creëren van contrails te voorkomen, en dat dit tegen relatief lage kosten kan worden gedaan.

Vergeleken met de typische kosten van een passagiersvliegtuig van $ 200 miljoen of motorveranderingen die kunnen oplopen tot $ 12 miljoen, is een softwarewijziging relatief goedkoop, zegt hij.

Prof Hayward zegt dat de volgende uitdaging voor luchtvaartmaatschappijen is om uit te zoeken hoe hoogteveranderingen van “enkele duizenden voet” halverwege de vlucht kunnen worden gemaakt om contrails te voorkomen en tegelijkertijd het comfort van de passagiers niet te verstoren. Een piloot zou deze moeten herkennen in “voldoende tijd voor een vliegtuig om zich gracieus aan te passen”, voegt hij eraan toe.

Afbeeldingsbron, Raimund Zopp Afbeeldingsbijschrift, prototype van een Flightkeys cockpitsysteem, dat de kostenoptimale snelheid en hoogtebereik op elk punt van een vlucht visualiseert

Maar prof. Voigt gelooft niet dat dit per se een probleem is. Ze denkt dat het vliegcomfort zou kunnen verbeteren, aangezien vliegroutes sommige van de waterdampgebieden van de lucht zouden vermijden – die zowel contrails vormen als hobbelige turbulentie veroorzaken.

Raimund Zopp, voormalig piloot en mede-oprichter van het Oostenrijkse softwarebedrijf Flightkeys, werkt aan contrailvisualisaties om te programmeren in vluchtplantechnologie. Het bedrijf is van plan om tegen 2023 het vermijden van contrails op te nemen in de vluchtplantrajecten van hun luchtvaartklanten.

“Slechts een heel klein deel van de vluchten veroorzaakt het probleem, dus je hoeft maar een paar vluchtplannen te wijzigen om een ​​enorm effect te hebben”, zegt hij.

Als voormalig piloot zegt de heer Zopp dat het toevoegen van deze informatie vanuit het oogpunt van de vluchtprocedure eenvoudig zou zijn. “De vluchtplannen worden geprogrammeerd in de navigatie van het vliegtuigsysteem, maar piloten hebben training nodig over dit nieuwe contrail-aspect van het vluchtplanprofiel”.

Afbeeldingsbron, Christiane Voigt Afbeelding bijschrift, Marc Settler: “Het aanpassen van de vlieghoogte met slechts duizend voet kan voorkomen dat sommige contrails worden gevormd”Contrails verminderen

Elke actie op het gebied van klimaatverandering die niet direct verband houdt met het terugdringen van de uitstoot, staat lager op de prioriteitenlijst van overheden en industrie, omdat CO2 het belangrijkste broeikasgas is voor de meeste sectoren.

Maar in tegenstelling tot andere sectoren heeft de luchtvaart ook zeer significante niet-CO2-effecten.

Prof Settler is van mening dat mensen hebben geaarzeld om contrails te verminderen door vluchten om te leiden uit angst dat het volledig onhaalbaar zou zijn – dat alle vluchten misschien moeten worden gewijzigd of dat het brandstofverbruik enorm zou toenemen. Dit laatste onderzoek toont aan dat dit niet het geval is.

Dr. Jarlath Molloy, senior manager milieuzaken bij de Aeronautical Information Service NATS, is het ermee eens dat er tot nu toe een gebrek aan aandacht is geweest voor niet-CO2-problemen van de hele industrie.

Maar vanuit een operationeel perspectief is het aanpakken van contrails “slechts één extra element dat het vliegtuig zou moeten berekenen”, zegt hij, en het zou zelfs op een vergelijkbare manier kunnen worden beheerd als hoe autoriteiten al groepen vluchten orkestreren om grote winterstormen te voorkomen.

“We onderzoeken de haalbaarheid ervan en wat we zouden moeten doen om vluchten te beheren die op zoek zijn naar dezelfde routes”, voegt dr. Molloy eraan toe.

Afbeeldingsbron, Raimund Zopp Afbeelding bijschrift, Het voorkomen van de meeste schadelijke klimaatimpact van contrails zou minder dan $ 1 miljard per jaar kunnen kosten

Het ministerie van Transport zegt dat het “momenteel overweegt” een reeks reacties op zijn Jet Zero-consultatie over hoe “de sector schoner en groener kan worden” en dat deze strategie “zal gericht zijn op het aanpakken” van de niet-CO2-impact van de luchtvaart.

Ondertussen maakt atmosferische wetenschapper Prof Ken Caldiera, van het Carnegie Institution for Science, een overtuigende zaak. Hij schat dat het voorkomen van de meeste schadelijke klimaatimpact van contrails minder dan $ 1 miljard (£ 720 miljoen) per jaar zou kosten en de nettowaarde van het voordeel zou meer dan duizend keer dat kunnen zijn.

“We kennen geen vergelijkbare klimaatinvestering met een even grote kans op succes”, schreef hij in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Dus zou een financiële boete de geesten in de luchtvaart sneller kunnen concentreren? Dr. Andrew Gettleman van het Amerikaanse National Center for Atmospheric Research zegt dat hoewel er meer onderzoek nodig is, een contrail-belasting of ontwijkingskorting kan worden ingevoerd als een CO2-belasting wordt goedgekeurd.

“We hebben het algemene regelgevingsschema voor koolstof in de luchtvaart nog niet gezien, maar zodra we een groter regime hebben om de klimaatverandering te verminderen en koolstof te verminderen, kunnen we het condensatiespoorprobleem goed aanpakken.”

.