Снижение конденсационных следов от самолетов назвали важной климатической мерой

Чтобы в длительной перспективе снизить влияние авиации на климат, лучше сосредоточиться не на прямых выбросах углекислого газа от сжигания топлива, а на образовании конденсационных следов. Рост потребления топлива на процент за счет построения обходных маршрутов и изменения высоты полета приведет к снижению конденсационных следов на четыре процента. Такую стратегию в пределах века считают наиболее выгодной для климата авторы статьи, опубликованной в Nature.

Авиация имеет три основных пути воздействия на климат - выбросы углекислого газа, выбросы оксидов азота и конденсационные следы (те самые линии, которые самолеты оставляют после себя в небе). CO₂ - нетоксичный газ, который устойчив в атмосфере, то есть может находиться в ней в течение нескольких сотен лет, и усиливает парниковый эффект. Оксиды азота обладают еще более сильным парниковым потенциалом, чем углекислый газ, но существуют в атмосфере в течение считанных месяцев. За это время они успевают привести к росту концентрации озона в верхней тропосфере, где он не может стать частью озонового слоя, но ведет себя одновременно как токсичный и парниковый газ. 

Конденсационные следы образуются при сжигании топлива из-за выброса горячего водяного пара и твердых частиц. Несмотря на то, что такие облачные полосы существуют недолго (от нескольких минут до суток), они успевают внести свой вклад в потепление за счет поглощения и переизлучения длинноволнового излучения от поверхности Земли и обратно к ней. Кроме того, иногда такие следы могут превращаться в устойчивые перистые облака, в итоге в регионах с интенсивным движением самолетов растет общая облачность.

Ученые под руководством Майкла Пратера (Michael Prather) из Калифорнийского университета в Ирвайне исследовали возможные пути снижения воздействия гражданской авиации на климат. Для расчетов они использовали спутниковые данные и данные прямых наблюдений из Шестого доклада Международной группы экспертов по изменению климата, а также модель химии атмосферы UCI CTM. Авторы предложили не акцентировать внимание на углеродном следе и объеме выбросов парниковых газов, а приложить к авиации новую метрику — GWA (Global Warming per Activity), которая отражает среднее потепление, вызванное активностью (в данном случае — полетами), и измеряется в ваттах на квадратный метр поверхности за год.

Оказалось, что наиболее заметный вклад в потепление в краткосрочной перспективе вносят конденсационные следы: за 20 лет они приводят к потеплению в среднем на 33, тогда как CO₂ и NO_X — на 23 и 22 милливатта на квадратный метр в год соответственно. На отрезке продолжительностью в 100 лет ситуация меняется: среднегодовые показатели теплового воздействия конденсационных следов и оксидов азота не меняются, а у углекислого газа возрастают в 3,6 раза — до 82 милливатт на квадратный метр в год. 

Расчеты показали, что наиболее эффективная стратегия снижения климатических рисков в авиации — постараться уменьшить конденсационные следы. Для этого нужно оснастить самолеты более совершенными двигателями и более чистым топливом, использование которых снизит выхлопы твердых частиц — ядер конденсации для влаги. Параллельно с этим важно учитывать метеопрогнозы для планирования маршрутов, на которых можно избежать формирования устойчивых следов конденсации и их взаимодействия с перистыми облаками. Для этого ученые предлагают при возможности облетать районы повышенной влажности и выбирать оптимальную для полета высоту. В результате расход авиационного топлива может повыситься примерно на процент (за счет более длинных маршрутов и меньшей эффективности), но образование конденсационных следов при этом понизится на четыре процента, и в перспективе векового масштаба это уменьшит суммарное тепловое действие авиации на климат.

На авиацию приходится лишь порядка 2,5 процента антропогенных выбросов парниковых газов, и любые принятые в этом секторе меры не решат вопрос судьбы прочих углеродных выбросов. Как выяснилось недавно, его не решит и посадка деревьев — распространенная в мире практика смягчения последствий изменения климата. Недавно ученые выяснили, что для компенсации выбросы от использования ископаемого топлива нужно высадить лес на площади в полторы России, и при этом придется пожертвовать многими сельскохозяйственными землями.