Zapanować nad wpływem smug kondensacyjnych na klimat
Powszechnie wiadomo, że lotnictwo pozostawia znaczny ślad węglowy. Jednak samoloty nie emitują wyłącznie CO₂. Ich produktem są także smugi kondensacyjne. To, co wygląda jak długie, białe smugi pozostawiane na niebie przez wysoko lecące samoloty odrzutowe, to w rzeczywistości chmury lodowe. Jednak mimo że składają się z pozornie nieszkodliwych drobnych kryształków lodu, smugi kondensacyjne wywołują efekt ocieplający, podobny do tego powodowanego przez gazy cieplarniane. Jeśli lotnictwo chce zmniejszyć swój wpływ na klimat, musi podjąć działania mające na celu ograniczenie zarówno emisji CO₂, jak i smug kondensacyjnych. W realizacji tego drugiego zadania pomaga jest finansowany przez UE projekt BeCoM(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Opracowując nowe metody dokładnego przewidywania lokalizacji i czasu występowania trwałych smug kondensacyjnych, staramy się stworzyć naukowe podstawy dla strategii politycznych mających na celu zmniejszenie wpływu lotnictwa na klimat”, mówi Feijia Yin, profesor nadzwyczajna inżynierii lotniczej na Uniwersytecie Technicznym w Delft(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który pełni rolę koordynatora projektu.
Rozwiązanie problemu niepewności w zakresie prognozowania smug kondensacyjnych
Dzisiejsze numeryczne systemy prognozowania pogody nie radzą sobie z dokładnym przewidywaniem przesycenia lodem – kluczowego czynnika determinującego trwałość smug kondensacyjnych i wymuszanie radiacyjne. „Ta niepewność ogranicza skuteczność strategii zmiany tras lotów mających na celu zmniejszenie efektów radiacyjnych smug kondensacyjnych”, wyjaśnia Yin. Aby temu zaradzić, w ramach projektu BeCoM stosuje się podejście wieloetapowe, łączące ukierunkowane obserwacje pary wodnej z ulepszonym odwzorowaniem odpowiednich procesów fizycznych w numerycznych modelach prognozowania pogody. Zespół wykorzystuje też zaawansowane techniki sztucznej inteligencji w celu udoskonalenia prognozowania pogody i wykrywania smug kondensacyjnych na zdjęciach satelitarnych. Dzięki temu modelowi w projekcie przeprowadzono symulacje trajektorii lotów samolotów, które mogą potencjalnie zapewnić znaczące ograniczenie smug kondensacyjnych przy stosunkowo niewielkich kosztach. Opracowano także ulepszony model fizyczny oraz metody asymilacji danych w celu zmniejszenia błędów związanych z wilgotnością w górnej troposferze w modelu ICON(odnośnik otworzy się w nowym oknie), globalnym systemie numerycznej prognozy pogody.
Zachęty do ograniczania smug kondensacyjnych
W ramach projektu BeCoM zbadano koncepcję wyceny skutków klimatycznych niezwiązanych z emisjami CO₂, która mogłaby posłużyć za system rozliczeniowy zachęcający do stosowania środków operacyjnych przyjaznych dla klimatu. „Dzięki dokładnym modelom reakcji klimatu na warunki pogodowe, takim jak te zaproponowane przez zespół BeCoM, wycena skutków klimatycznych lotnictwa niezwiązanych z emisjami CO₂ staje się wykonalna”, zauważa Yin. Wstępne wyniki projektu wskazują, że takie wyceny mogłyby przynieść znaczące ograniczenie smug kondensacyjnych przy niewielkim wpływie na ceny biletów. Aby zapewnić skuteczne wdrożenie takich wycen, naukowcy zalecają podejście etapowe. „Stopniowe włączenie skutków niezwiązanych z emisjami CO₂ do unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (EU ETS) mogłoby ograniczyć skutki gospodarcze, ułatwić dostosowanie operacyjne i dać wystarczająco dużo czasu na dopracowanie metodologii, przy jednoczesnym utrzymaniu zachęt do ograniczania smug kondensacyjnych”, dodaje Yin.
Plan działań na rzecz ograniczenia wpływu smug kondensacyjnych na klimat
Ograniczanie smug kondensacyjnych wymaga przede wszystkim lepszych prognoz przesycenia lodem – i właśnie takie powstały w projekcie BeCoM. „Udoskonalone pomiary, lepsze prognozy i testy operacyjne stanowią solidną podstawę do wyeliminowania pozostałych niepewności w prognozowaniu przesycenia lodem oraz do ograniczenia wpływu smug kondensacyjnych na klimat”, podsumowuje Yin. Wykorzystując te podstawy, partnerzy projektu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) pracuje obecnie nad wyeliminowaniem pozostałych niepewności poprzez rozbudowę sieci obserwacyjnych pary wodnej w górnej troposferze, porównanie numerycznych modeli prognozowania pogody, integrację danych satelitarnych, ocenę podczas rzeczywistych lotów, symulacje w skali sieciowej oraz ocenę ryzyka związanego ze środkami ograniczającymi smugi kondensacyjne.
