南通第二机床有限公司

中国平面磨床四大生产基地,专业生产立轴磨床、卧轴磨床、龙门数控磨床

0513-87119922
新闻动态

调整飞行计划如何帮助改善气候

发布时间:2021/10/23
  飞机从头顶飞过后,那些细细的白线在天空中纵横交错,远没有它们蓬松的图案所暗示的那么温和。
  到目前为止,政府和工业界一直坚定地专注于减少飞机的二氧化碳排放量——这是有充分理由的,因为航空业占全球二氧化碳排放量的2.4% 左右,一次飞行可以排放与许多人一整年一样多的二氧化碳.
  但一些科学家现在警告说,飞机凝结尾迹(凝结尾迹)造成的辐射影响甚至可能更加严重。
   
  凝结尾迹加剧了全球变暖的影响,可能占航空对整个气候影响的一半以上 (57%)。
  凝结尾迹是水蒸气,它凝结成冰,附着在飞机发动机排放的烟尘颗粒上。它们并不总是发生,因为它需要某些大气条件:空气必须非常寒冷、潮湿和“过饱和”才能形成冰。
  它们捕获并吸收散发出的热量,否则这些热量就会逸散到太空中。这在夜间变冷时会恶化,并且轨迹的寿命更长。它们也可能具有不太显着的冷却效果,阻挡入射的阳光——但仅限于白天。
  凝结尾迹可以在大气中持续数秒、数小时甚至一天——这决定了特定凝结尾迹对气候的影响。但最近的研究表明,这个被忽视的问题可能有解决方案。
  伦敦帝国理工学院交通和环境讲师 Marc Stettler 教授表示,改变不到 2% 的航班的高度可能会使与轨迹相关的气候变化减少 59%。“仅将飞行高度调整一千英尺就可以阻止一些凝结尾迹的形成,”他解释说。
  调整意味着飞机可以避开一些寒冷潮湿的大气区域,这些区域首先会产生凝结尾迹。
  “相对较小比例的航班造成了大部分气候影响。因此,如果我们能够改变这些航班,我们就可以显着减少气候影响,”Stettler 教授说。
  德国美因茨大学云物理系主任Christiane Voigt教授最近的研究强调了这一点。
  她一直在与德国航空航天中心 (DLR) 进行试验,以测量和减轻凝结尾迹的影响。
  她的团队使用高空远程 (HALO) G550研究飞机来收集数据。这架飞机携带安装在机翼上的仪器,用于测量轨迹特性和辐射散射的光。这使他们能够评估其预测的准确性并调查辐射的影响。
  “我们的结果非常积极。我们能够以很少的成本预测和避免大约80%的凝结尾迹,”她说。Voigt 教授补充说,很少有航班必须偏离才能赢得“巨大的气候影响”。
  虽然存在一些不确定性,但她的团队能够追踪大部分轨迹并避开正确的区域。
  我们正处于避开它们的竞赛的开始阶段。我的印象是,汉莎航空和空中客车等 [公司] 真的很感兴趣,因为它成本低且有效,”她说。
  皇家航空学会研究员基思·海沃德教授乐观地认为,它可能只需要对软件进行调整来调整许多飞行计划,以避免产生轨迹,而且这可以以相对较低的成本完成。
  他说,与一架客机或发动机更换的典型成本为2亿美元(可能高达1200万美元)相比,软件更换相对便宜。
  海沃德教授表示,航空公司的下一个挑战是研究如何在飞行途中进行“几千英尺”的高度变化,以避免出现凝结尾迹,同时又不影响乘客的舒适度。他补充说,飞行员需要在“足够的时间让飞机优雅地适应”时发现这些。
  Flightkeys 制作的驾驶舱系统原型,用于可视化飞行计划路线上每个点的成本最优速度和高度范围。
  但 Voigt教授认为这不一定是个问题。她认为飞行的舒适度可以提高,因为飞行路径会避开天空中的一些水汽区——它们都会形成凝结尾迹并导致颠簸的湍流。
  Raimund Zopp是奥地利飞行服务软件公司Flightkeys的前飞行员和联合创始人,他正在致力于将轨迹可视化以编程到飞行计划技术中。该公司计划到 2023 年将轨迹避免纳入其航空公司客户的飞行计划轨迹。
  “只有很少一部分航班会导致问题,所以你只需要改变几个飞行计划就可以产生巨大的影响,”他说。
  作为一名前飞行员,佐普先生表示,从飞行程序的角度来看,添加这些信息很容易。“飞行计划被编入飞机系统的导航中,但飞行员需要对飞行计划剖面的这个新的轨迹方面进行培训”。
  任何与减排没有直接关系的应对气候变化的行动都会降低政府和行业的优先事项清单,因为二氧化碳是大多数行业最重要的温室气体。
  然而,与其他部门不同的是,航空也具有非常显着的非二氧化碳影响。
  塞特勒教授认为,人们对通过改航来减少凝结尾迹犹豫不决,因为担心这完全不可行——所有的航班都可能不得不改变,否则会大大增加燃料消耗。这项最新研究表明情况并非如此。
  空中交通服务提供商NATS的高级环境事务经理Jarlath Molloy博士同意,到目前为止,整个行业都缺乏对非二氧化碳问题的关注。
  然而,从操作的角度来看,处理凝结尾迹“只是飞机必须计算的一个额外元素”,他说,它甚至可以以类似于当局已经安排飞行组以避免大型冬季风暴的方式进行管理。
  “我们正在探索它的可行性,以及我们必须做些什么来管理寻找相同航线的航班,”莫洛伊博士补充道。
  交通部表示,它“目前正在考虑”一系列回应其关于如何“使该行业更清洁和更环保”的零式喷气机咨询,并且该战略“旨在解决”航空的非二氧化碳影响。
  与此同时,来自卡内基科学研究所的大气科学家Ken Caldiera教授提出了一个令人信服的案例。他估计,防止凝结尾迹对气候造成的大部分破坏性影响每年将花费不到10亿美元(7.2亿英镑),而收益的净值可能是其一千倍以上。
  他在科学杂志《自然》上写道: “我们知道没有类似的气候投资具有同样高的成功可能性。”
  那么,经济处罚能否更快地将注意力集中在航空领域?美国国家大气研究中心的Andrew Gettleman博士表示,虽然需要进行更多研究,但如果碳税获得批准,则可能会引入尾迹税或避税退税。
  “我们还没有看到航空碳排放的整体监管计划,但是一旦我们制定了一个更大的制度来缓解气候变化和减少碳排放——那么我们就可以妥善解决尾迹问题。”