|
Влияние химиотрасс на климат
|
|
|
|
Инверсионные следы, сокращенно от конденсационного следа, - это белые полосы, которые часто можно увидеть в небе позади самолетов. В Международном атласе облаков, который классифицирует облака, есть специальная категория: однородные перистые облака, пример искусственных облаков.
|
|
|
|
Инверсионные следы способствуют изменению климата, усиливая потепление из-за выбросов углекислого газа авиацией. Хотя точная величина потепления, вызванного этими тонкими на вид облаками, остается неопределенной, то, что известно на данный момент, позволяет предположить, что уменьшение количества инверсионных следов может снизить воздействие полетов на климат.
|
|
|
|
Инверсионные следы состоят из кристаллов льда. Они отражают солнечный свет, в результате чего поверхность Земли получает меньше энергии, но в то же время задерживают часть инфракрасного излучения, исходящего с Земли. В зависимости от баланса между этими двумя противоположными эффектами, чистой потерей энергии или ее получением, отдельные инверсионные следы могут либо нагреваться, либо охлаждаться в течение всего срока их службы, но при усреднении по глобальному годовому количеству инверсионных следов преобладает потепление.
|
|
|
|
Как они образуются?
|
|
|
|
Инверсионный след образуется позади самолета на высоте примерно 10-11 км. Он образуется только в достаточно холодных и влажных слоях атмосферы, где водяной пар конденсируется на частицах сажи, выбрасываемых двигателями самолета, образуя капли жидкости, которые замерзают в кристаллы льда. Регионы с наибольшим количеством инверсионных следов находятся над Европой, Северной Атлантикой и восточной частью Северной Америки. В Азии они встречаются реже.
|
|
|
|
|
|
|
Частицы сажи необходимы для образования инверсионного следа, однако даже двигатели, которые выделяют очень мало частиц сажи, все равно оставляют инверсионный след. Другие частицы, часто образующиеся в выхлопе двигателя, берут верх и приводят к образованию инверсионного следа. Но некоторые комбинации технологий использования топлива и двигателей все же могут обеспечить возможность образования меньшего количества инверсионных следов или, по крайней мере, меньшего воздействия на климат.
|
|
|
|
Характеристики инверсионного следа изначально зависят от размера, формы и расположения двигателя самолета, который его создал, но в конечном счете более важны атмосферные условия.
|
|
|
|
В сухой атмосфере инверсионные следы сохраняются всего несколько минут и покрывают небольшую площадь поверхности, поэтому их влияние на климат незначительно. Но если атмосфера остается достаточно холодной и влажной, образуется множество инверсионных следов, которые растут и собираются вместе, образуя поля ледяных облаков, называемых перистыми инверсионными следами.
|
|
|
|
Перистые инверсионные следы влияют на климат, поскольку они сохраняются в течение нескольких часов и могут охватывать большие территории, иногда охватывая целые страны, как это наблюдалось, например, над Великобританией и Францией.
|
|
|
|
Некоторые перистые облака, оставляющие инверсионный след, могут оказывать такое же воздействие на климат, как десятки и даже сотни тонн углекислого газа.
|
|
|
|
Два эффекта делают инверсионные следы особенно заметными. Хотя первоначально они образуются из нескольких сотен килограммов водяного пара и десятков граммов сажи, выделяющихся каждую минуту полета, затем они набирают массу за счет влажности атмосферы. Кроме того, кристаллы льда поглощают инфракрасное излучение практически на всех длинах волн, в то время как углекислый газ поглощается только в узких диапазонах длин волн.
|
|
|
|
Однако перистый инверсионный след сильно влияет на поток энергии, поступающей на Землю и выходящей из нее, в течение нескольких часов. Это контрастирует со сравнительно более слабыми изменениями, вызванными углекислым газом, которые длятся столетиями. Таким образом, потепление, вызванное полетом, первоначально будет сопровождаться инверсионными следами, но через несколько лет после полета преобладать будет углекислый газ.
|
|
|
|
Маршрутизация воздушных судов, позволяющая избегать полетов в регионах, где образуются инверсионные следы, может замедлить потепление климата, вызванное ростом авиационного сектора. Но ученым еще многое предстоит понять о том, как с помощью такого планирования прогнозировать, какие рейсы окажут наибольшее влияние на климат.
|
|
|
|
Прогнозы погоды относительно влажности на высоте полета нуждаются в улучшении, и один из способов сделать это - проводить более точные и частые измерения влажности. Это является целью исследовательского проекта Mist, в рамках которого я совместно с Honeywell Aerospace UK и Boeing UK разрабатываю датчик влажности для обнаружения образования инверсионного следа, смотрю, как этот датчик можно интегрировать в коммерческие самолеты, и оцениваю, как более точные измерения влажности влияют на прогнозируемое воздействие инверсионного следа на климат.
|
|
|
|
Многие исследовательские проекты направлены на то, чтобы лучше оценить влияние инверсионных следов на климат и найти способы уменьшить их образование. Изменение технологии использования топлива или двигателей происходит медленно. Но оптимизация траекторий полета с учетом прогнозов погоды, позволяющая избежать попадания в холодные и влажные области атмосферы, где образуются инверсионные следы, может быть достигнута быстрее.
|
|
|
|
Источник
|
