Samoloty podgrzewają klimat tworząc sztuczne chmury

Smugi kondensacyjne powstają, gdy para wodna obecna w atmosferze skrapla się wokół maleńkich cząsteczek sadzy wyrzucanych przez samolotowe silniki. To stworzone przez człowieka chmury i choć większość z nich znika po kilkunastu minutach, to zdarzają się i takie, które pozostają na niebie przez 12 godzin.

Chmury nie są neutralne dla klimatu. Wywierają dwa przeciwstawne efekty. Ich biała, górna powierzchnia odbija promieniowanie słoneczne w kosmos, przyczyniając się do obniżania globalnej temperatury. Z drugiej strony jednak ten sam efekt sprawia, że chmura zatrzymuje część promieniowania słonecznego odbijającego się od powierzchni Ziemi, kierując je z powrotem w stronę niższych partii atmosfery i przyczyniając się do jej ogrzewania.

Nie wszystkie chmury są przy tym sobie równe. Naukowcy wiedzą, że jeden ich rodzaj jest szczególnie skuteczny, jeśli idzie o podgrzewanie naszej planety. To powstające na dużych wysokościach cirrusy. Są cienkie, więc przepuszczają większość promieniowania przybywającego z kosmosu, ale jednocześnie bardzo efektywnie zatrzymują ciepło w atmosferze. A smugi kondensacyjne są w zasadzie rodzajem cirrusów.

"Są jednym z niewielu przejawów stworzonych przez człowieka czynników wpływających na zmiany klimatyczne, jakie możemy zobaczyć gołym okiem" - mówił magazynowi "New Scientist" David Lee, badacz atmosfery z Manchester Metropolitan University.

Naukowiec zbadał, jak ruch lotniczy wpływał na ocieplanie się atmosfery w latach 2000 - 2018. Z jego wyliczeń wynika, że to właśnie smugi kondensacyjne odpowiadają za zdecydowaną większość efektów klimatycznych ruchu lotniczego. Aż 57 proc. wywołanego przez lotnictwo ocieplenia klimatu to skutek zatrzymywania ciepła w atmosferze przez smugi kondensacyjne, 37 proc. to efekt emisji CO2 z silników. Pozostałe 9 proc. to klimatyczne efekty spalania innych gazów z paliwa lotniczego.

Jest jednak kilka rozwiązań tego problemu. Jeden z nich to latanie wyżej. Na wysokości 18 tys. metrów powietrze jest zbyt suche, by smugi miały szansę powstać. 

Wysłanie współczesnych samolotów pasażerskich na taką wysokość jest jednak nierealne, bo większość z nich jest zaprojektowana tak, by najefektywniej latać na wysokości około 10 tys. metrów. Do tego nie jest jeszcze jasne, jaki efekt miałoby uwalnianie na takiej wysokości dużej ilości lotniczych spalin. Zawarte w nich tlenki azotu mogłyby potencjalnie niszczyć warstwę ozonową.

Innym pomysłem jest wykorzystanie silników lotniczych efektywniej spalających paliwo. Skoro wilgoć skrapla się wokół cząsteczek sadzy, można zaprojektować je tak, by wydzielały sadzy mniej, niż obecnie. Istnieją takie projekty - silniki wyposażone w podwójną pierścieniową komorę spalania efektywniej wypalają wszelkie cząsteczki generowane przez paliwo, niż najpowszechniejsze dziś silniki z pojedynczą komorą. Zastąpienie ich ograniczyłoby skutki klimatyczne smug kondensacyjnych aż o 60 proc. 

Biorąc pod uwagę, że już dziś na całym świecie lata około 26 tys. samolotów pasażerskich i cargo, a do 2028 r. ta flota może zwiększyć się nawet do 35 tys., wymiana silników w choćby sporej części z nich wydaje się opcją mało realistyczną albo przynajmniej potwornie drogą.

Istnieje jednak inna koncepcja, która wymagałaby od linii lotniczych zmiany sposobu myślenia o tym, jak planowane są loty. Wilgotność powietrza zmienia się nie tylko w zależności od wysokości. Przekierowanie samolotu lub zmiana jego pułapu o kilkaset metrów mogłaby doprowadzić do znacznej redukcji w rozmiarach smug kondensacyjnych przy niewielkich korektach. 

To szczególnie istotne, bo badania wykazały, że nie wszystkie smugi kondensacyjne są sobie równe. Według badaczy zaledwie 2 proc. lotów, które prowadzą przez najbardziej podatne na tworzenie sztucznych chmur warstwy atmosfery, odpowiada aż za 60 proc. ocieplających efektów smug kondensacyjnych.

To rozwiązanie przetestowane już przez... CIA, które jeszcze w latach 50. starało się ukryć przed oczami radzieckich obserwatorów ściśle tajne, szpiegowskie samoloty U-2. Pozostawienie za sobą długiej, białej smugi poważnie ograniczyłoby ich możliwości dyskretnego fotografowania celów w ZSRR. Żeby pomóc pilotom schować się przed oczami obrony przeciwlotniczej, CIA wyposażyło je w lusterka wsteczne, dzięki którym pilot mógł sprawdzać, czy jego samolot pozostawia za sobą ślad i w razie potrzeby korygować wysokość lotu.

Brytyjska firma chce dać pilotom samolotów pasażerskich podobną możliwość, ale zamiast lusterek wstecznych zamierza wykorzystać do tego sztuczną inteligencję. SATAVIA stworzyła globalny model atmosfery, przetwarzający dane meteorologiczne. Zdaniem twórców systemu, może on prognozować wilgotność atmosfery na lokalnym poziomie na różnych wysokościach, co mogłoby pozwolić planować trasy samolotów tak, by w jak najmniejszym stopniu wpływały one na klimat. 

Firma nawiązała już współpracę z liniami Emirates i w najbliższych miesiącach ma przeprowadzić testy tej technologii w realnym świecie. Możliwe, że widok długich, białych chmur na niebie powoli przejdzie do przeszłości. A wraz z nimi ich niewidzialne, ale istotne efekty klimatyczne. 

Wojciech Brzeziński, Polsat News