Невидимі сліди літаків: як конденсаційні смуги в хмарах впливають на клімат
Білі смуги, які ми часто бачимо за літаками в небі, давно стали об’єктом міфів і конспірологічних теорій. Насправді ж ідеться про цілком природне явище — конденсаційні сліди, або контрейли. Вони утворюються, коли гарячі вихлопні гази двигунів змішуються з холодним і вологим повітрям на великій висоті. Волога осідає на частинках сажі, швидко замерзає — і в небі з’являються знайомі лінії.
Хоча жодних «хімікатів» у них немає, вчені давно знають: контрейли можуть впливати на клімат. За деякими оцінками, саме вони відповідають більш ніж за половину потепління, пов’язаного з авіацією.
Чому одні сліди зникають, а інші — ні
Більшість конденсаційних слідів розчиняються в повітрі за кілька хвилин і не мають жодного значення для клімату. Але інколи умови складаються інакше. Якщо повітря дуже холодне та насичене вологою, контрейли можуть зберігатися годинами, розширюватися і перетворюватися на тонкий шар крижаних кристалів.
Такі «довгоживучі» сліди працюють як ковдра: вони частково затримують тепло, яке Земля випромінює в космос. Саме вони й становлять найбільший інтерес для кліматологів.
Не на чистому небі, як вважали раніше
Довгий час науковці припускали, що більшість кліматично важливих контрейлів утворюються в ясному небі. Однак нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, показало зовсім іншу картину.
Команда атмосферного фізика Андреаса Пецольда проаналізувала сім років даних температури й вологості, зібраних датчиками на борту пасажирських літаків. Загалом дослідження охопило близько 17 мільйонів кілометрів польотів. Ці дані поєднали із супутниковими спостереженнями за хмарами.
Результат здивував навіть самих авторів: приблизно 90% довгоживучих контрейлів у Північній півкулі утворюються всередині вже існуючих перистих хмар. Йдеться про авіакоридори над Північною Америкою, Північною Атлантикою та Західною Європою.
«Ми не очікували, що частка буде настільки великою», — визнає Пецольд.
Хмари можуть як посилювати, так і зменшувати потепління
Виявляється, вплив контрейлів на клімат значною мірою залежить від того, наскільки щільна хмара, в якій вони формуються.
- У товстих перистих хмарах додаткові кристали льоду можуть навіть зменшувати локальне потепління, відбиваючи більше сонячного світла.
- Натомість у дуже тонких хмарах, які часто майже непомітні для ока, контрейли здатні посилювати утримання тепла — інколи навіть сильніше, ніж якби вони виникли в чистому небі.
Вдень такі хмари можуть трохи охолоджувати поверхню, а вночі — навпаки, утримувати тепло і підсилювати нагрівання.
Наскільки це серйозна проблема
Інше недавнє дослідження, проведене в Лейпцизькому університеті, проаналізувало понад 40 тисяч контрейлів у перистих хмарах. У середньому їхній глобальний внесок у потепління оцінили лише у 5 міліват на квадратний метр.
Для порівняння: парникові гази з часів промислової революції створили потепління понад 3300 міліват на квадратний метр. Тобто вплив контрейлів значно менший, але він усе ж не нульовий — особливо в короткостроковій перспективі.
Навіщо ці знання авіації
Нові дані важливі не лише для кліматичних моделей. Вони можуть допомогти авіаційній галузі краще планувати маршрути польотів, оминаючи ділянки атмосфери, де ймовірність утворення довгоживучих контрейлів найвища.
Хоча перехід на екологічніше паливо й електричні літаки залишається стратегічною метою, навіть зменшення кількості найшкідливіших контрейлів може помітно скоротити вплив авіації на клімат уже в найближчі десятиліття.
Як підсумовують дослідники, перисті хмари відіграють ключову роль у кліматичній системі Землі, а нові спостереження дозволяють краще зрозуміти, як саме людська діяльність взаємодіє з цими, на перший погляд, невидимими процесами.
