Voor de wetenschappelijk niet-ingewijden lijkt het misschien een lichtzinnig idee: dat die kleine, piekerige wolken die op zulke grote hoogten achter straalvliegtuigen achterblijven, kunnen bijdragen aan klimaatverandering. Maar dat doen ze.
Wetenschappers houden ervan dingen te meten en toen ze deze contrails maten, wat een afkorting is voor condensatiesporen, vonden ze slecht nieuws. Hoewel ze er op een zomerdag een beetje mooi en vluchtig uitzien, pakken ze een oversized stoot uit als het gaat om hun verwarmende effect.
Een nieuwe studie van het Duitse Instituut voor Atmosferische Fysica keek naar de cirruswolken die ontstaan wanneer het vocht in de uitlaat van de straalmotor in ijskristallen vriest. Ze ontdekten dat deze wolken, die soms uren kunnen aanhouden, meer klimaatopwarming veroorzaken dan de koolstof in de uitlaat. Het effect heet Contrail Cirrus Radiative Forcing.
De studie heet "Contrail cirrus stralingsforcering voor toekomstig luchtverkeer" en de auteurs zijn Lisa Bock en Ulrike Burkhardt. De studie werd op 27 juni gepubliceerd in Atmospheric Chemistry and Physics, een tijdschrift van de European Geosciences Union. Het richtte zich op de verwachte groei van vliegreizen tussen 2006 en 2050. Ze zeggen dat de contrail cirrus stralingsforcering (hierna CCRF genoemd) tegen 2050 naar verwachting met een factor drie zal toenemen.
De uitlaat van een straalmotor bevat waterdamp, samen met andere stoffen, waaronder kooldioxide, zwaveloxide, stikstofoxide en onverbrande brandstof. Het bevat ook metaaldeeltjes en roetdeeltjes en ze fungeren als condensatiekernen voor de waterdamp.
Als waterdamp uit de uitlaat van de straalmotor komt, koelt het snel af op grote hoogte. Vervolgens condenseert het op roetdeeltjes als ijskristallen en vormt het de condensatiesporen die we allemaal kennen. In wetenschappelijk jargon worden deze paden contrail cirruswolken genoemd. Hoewel ze zich aanvankelijk vormen als veelbetekenende strepen, nemen ze uiteindelijk meer wolkachtige vormen aan.
Deze wolken kunnen uren aanhouden en ze kunnen meer bijdragen aan de opwarming dan de kooldioxide in de uitlaat. Een onderzoek uit 2011, door een van dezelfde wetenschappers achter dit onderzoek, toonde aan dat deze cirruswolken een groter verwarmend effect kunnen hebben dan de koolstofemissies. Dat komt door stralingsforcering.
Stralingsforcering is het verschil tussen het zonlicht dat door de aarde wordt geabsorbeerd en de hoeveelheid die weer de ruimte in wordt gestraald. In dit geval is het positieve stralingsforcering, wat betekent dat deze contrail cirruswolken meer warmte in de atmosfeer vasthouden.
Dit is moeilijk te bestuderen, omdat er zoveel variabelen kunnen zijn. Het effect van CCRF kan variëren op verschillende breedtegraden en in verschillende regio's. Projecteren in de toekomst is een uitdaging omdat vliegtuigen waarschijnlijk zuiniger zullen zijn, schonere brandstoffen met minder roet kunnen worden ontwikkeld en de toestand van het klimaat zelf in de komende decennia het effect van CCRF zal veranderen.
Maar dit is nog steeds een belangrijke studie.
"... toenemend luchtverkeer is het dominerende effect dat in de toekomst een hogere wereldwijde gemiddelde contrail cirrus stralingsforcering veroorzaakt."
Uit het artikel “Contrail cirrus stralingsforcering voor toekomstig luchtverkeer.
Een van de redenen waarom de twee wetenschappers zich op dit onderwerp concentreren, is dat er mogelijkheden zijn om het effect van CCRF te verzachten. Volgens hen zou het bereiken van een vermindering van 50% van het uitlaatroet het effect van CCRF met 15% verminderen.
Wanneer een lager brandstofverbruik slecht is
Brandstofzuinigheid kan ook een verschil maken, hoewel niet op de manier die we zouden verwachten. Volgens de Internationale Burgerluchtvaartorganisatie (ICAO) zou de brandstofefficiëntie tot 2050 met 2% per jaar moeten verbeteren. Maar volgens een onderzoek uit 2000 zullen zuinigere straalmotoren de vorming van condensatiecirruswolken daadwerkelijk vergroten. Dat komt omdat de vorm en grootte van de ijsdeeltjes zelf CCRF beïnvloeden, en efficiëntere brandstof verandert beide parameters. Yikes.
Dit is een zeer gedetailleerde studie. De auteurs hebben veel moeite gedaan om een bruikbaar model te maken, rekening houdend met alle variabelen die het effect van CCRF in de toekomst zullen vormen. Het type en de vorm van ijsdeeltjes en de hoogte, vorm en optische diepte van de wolken veranderen allemaal het verwarmende effect van de condensatiewolken. Het is moeilijk om te modelleren.
Het effect van CCRF is verschillend in verschillende regio's van de wereld en het luchtverkeer zelf zal niet in elke regio van de wereld in dezelfde mate groeien. Het is een ingewikkeld probleem. Maar hoe dan ook, CCRF is iets dat moet worden begrepen als we de klimaatverandering gaan aanpakken.
Deze studie bouwt voort op een groot aantal eerdere studies van andere wetenschappers over de hele wereld. Hoewel de modellering van studie tot studie verschilt, wijst het allemaal op hetzelfde: meer luchtverkeer betekent meer opwarming. Zoals de twee wetenschappers in hun paper zeggen: "Alle studies zijn het er echter over eens dat het toenemende luchtverkeer het overheersende effect is dat in de toekomst een hogere wereldwijde gemiddelde contrail cirrus stralingsforcering veroorzaakt."
Een onderzoek uit 2016 suggereerde dat klimaatverandering zelf in de toekomst minder CCRF zal betekenen. Maar als dat je hoopvol maakt, parkeer dan je hoop. Volgens dit onderzoek "wegen veranderingen in de stralingsforcering van contrail cirrus als gevolg van de verwachte toename van het luchtverkeer veel zwaarder dan de dempende effecten die een verandering in het klimaat kan hebben."
Als je een bucketlist hebt met uitstapjes naar verre landen, wil je misschien nog eens nadenken. Reizen is geweldig en geeft ons het gevoel dat we leven. Vooral voor jongeren in de rijke delen van de wereld is het een overgangsrite. Maar als deze studie accuraat is, en zeker gedetailleerd en goed onderzocht, dan gaan we op weg naar een wereld waar vliegreizen het gewoon niet waard is.
En zelfs nog zuinigere straalmotoren kunnen het niet repareren.
Bronnen:
- Research Paper: Contrail cirrus stralingsforcering voor toekomstig luchtverkeer
- Onderzoekspaper: gesimuleerde stralingsforcering in de luchtvaart uit 2050 uit contrails en aerosols
- Onderzoekspaper: Over de overgang van contrails naar cirruswolken
- Research Paper: Toekomstige ontwikkeling van Contrail Cover, optische diepte en stralingsforcering: effecten van toenemend luchtverkeer en klimaatverandering
- Scientific American: Waarom laten jets een wit spoor in de lucht achter?
- Onderzoeksartikel: Wereldwijde stralingsforcering van contrail cirrus
