Eine Änderung der Flughöhe bei weniger als zwei Prozent der Flüge könnte den durch Kondensstreifen verursachten Klimawandel um 59 Prozent verringern, so eine neue Studie des Imperial College London.
Kleine Änderungen der Flughöhe von Flugzeugen könnten die Auswirkungen von Kondensstreifen um bis zu 59 Prozent verringern.
Kontrails von Flugzeugen – die weißen Streifen, die Flugzeuge am Himmel hinterlassen – könnten genauso schädlich für das Klima sein wie ihre Kohlendioxid (CO2)-Emissionen. Jetzt hat eine vom Imperial College London geleitete Forschungsarbeit herausgefunden, dass eine Änderung der Flughöhe von nur 2.000 Fuß ihre Auswirkungen verringern könnte.
„Diese neue Methode könnte sehr schnell dazu beitragen, die Gesamtauswirkungen der Luftfahrtindustrie auf das Klima zu verringern.“ – Dr. Marc Stettler
Dies, so die Forscher, könnte in Verbindung mit dem Einsatz sauberer Flugzeugtriebwerke die durch Kondensstreifen verursachte Klimaschädigung um bis zu 90 Prozent reduzieren.
Leitautsprecher Dr. Marc Stettler vom Imperial’s Department of Civil and Environmental Engineering, sagte: „Unserer Studie zufolge könnte eine Änderung der Flughöhe bei einer kleinen Anzahl von Flügen die Klimaauswirkungen von Kondensstreifen aus der Luftfahrt erheblich reduzieren. Diese neue Methode könnte sehr schnell die Gesamtauswirkungen der Luftfahrtindustrie auf das Klima reduzieren.“
Die Forschung wurde am 12. Februar 2020 in der Zeitschrift Environmental Science & Technology veröffentlicht.
Kontrail-Rätsel
Wenn heiße Abgase von Flugzeugen auf die kalte Niederdruckluft der Atmosphäre treffen, erzeugen sie weiße Streifen am Himmel, die als Kondensstreifen bezeichnet werden.
Die Kondensstreifenabgase enthalten schwarze Kohlenstoffpartikel, die Oberflächen bilden, auf denen Feuchtigkeit kondensiert und Eispartikel bildet. Wir sehen diese Kondensation als flauschige weiße Streifen.
Kontrails und die Wolken, zu deren Bildung sie beitragen, könnten genauso schlecht für die Umwelt sein wie CO2-Emissionen.
Die meisten Kondensstreifen dauern nur ein paar Minuten, aber einige breiten sich aus und vermischen sich mit anderen Kondensstreifen und Zirruswolken, wobei sie „Zirruskontrails“ bilden, die bis zu achtzehn Stunden lang bestehen bleiben.
Vorangegangene Forschungen legen nahe, dass Kondensstreifen und die Wolken, zu deren Bildung sie beitragen, das Klima ebenso stark erwärmen wie die kumulativen CO2-Emissionen des Luftverkehrs, und zwar durch einen Effekt, der als „Strahlungsantrieb“ bezeichnet wird. Dabei wird das Gleichgewicht zwischen der von der Sonne auf die Erde treffenden Strahlung und der von der Erdoberfläche in den Weltraum abgestrahlten Wärme gestört, was zu einer Veränderung des Klimas führt.
Der entscheidende Unterschied zwischen CO2 und Kondensstreifen besteht jedoch darin, dass CO2 in der Atmosphäre über Hunderte von Jahren wirkt, während die Auswirkungen der Kondensstreifen kurzlebig sind und daher schnell abnehmen könnten.
Dr. Stettler und seine Kollegen haben nun mit Hilfe von Computersimulationen vorhergesagt, wie eine Änderung der Flughöhe die Anzahl der Kondensstreifen und ihre Verweildauer verringern könnte, was wiederum ihre Auswirkungen auf die Erwärmung reduzieren würde. Der Grund dafür ist, dass Kondensstreifen nur in dünnen Schichten der Atmosphäre mit sehr hoher Luftfeuchtigkeit entstehen und bestehen bleiben. Da diese Schichten dünn sind, würden kleine Änderungen der Flughöhe bedeuten, dass die Flugzeuge diese Regionen meiden könnten, was zu einer geringeren Bildung von Kondensstreifen führen würde.
Anhand von Daten aus dem japanischen Luftraum fanden sie heraus, dass nur zwei Prozent der Flüge für 80 Prozent des Strahlungsantriebs innerhalb des Luftraums verantwortlich waren. Dr. Stettler sagte: „
Unter Berücksichtigung der Überlastung des Luftraums über Japan simulierte das Team, dass diese Flugzeuge entweder 2.000 Fuß höher oder niedriger als ihre tatsächliche Flugroute fliegen, und stellte fest, dass die Klimaerwärmung durch Kondensstreifen um 59 Prozent reduziert werden könnte, wenn die Flughöhe von 1,7 Prozent der Flüge geändert würde.
Eine Änderung der Flughöhe könnte dazu beitragen, den Schaden durch Kondensstreifen zu verringern.
Die Abweichung der Flugrouten führte zu einem Anstieg des Treibstoffverbrauchs um weniger als ein Zehntelprozent – aber, so die Forscher, die verringerte Kondensstreifenbildung gleicht das durch den zusätzlichen Treibstoff freigesetzte CO2 mehr als aus.
Dr. Stettler schlägt vor, dass ihre Methode, nur die wenigen Flüge, die das Klima am meisten beeinflussen, ins Visier zu nehmen, der beste Weg ist, um einen Anstieg der CO2-Emissionen zu vermeiden. Er sagte: „Wir sind uns bewusst, dass jedes zusätzlich in die Atmosphäre freigesetzte CO2 Auswirkungen auf das Klima haben wird, die Jahrhunderte in die Zukunft reichen. Deshalb haben wir auch berechnet, dass wir immer noch eine 20-prozentige Verringerung des Kondensstreifenausstoßes erreichen können, wenn wir nur Flüge ins Visier nehmen, die kein zusätzliches CO2 ausstoßen.“
Der Erstautor der Studie, Roger Teoh, ebenfalls vom Imperial Department of Civil and Environmental Engineering, sagte: „Unsere Simulation zeigt, dass die Konzentration auf die wenigen Flüge, die die schädlichsten Kondensstreifen verursachen, sowie kleine Änderungen der Flughöhe die Auswirkungen der Kondensstreifen auf die globale Erwärmung erheblich reduzieren könnten.“
Auswirkungen der Industrie
Die Forscher sagen, dass auch die Flugzeugtriebwerke selbst eine Rolle dabei spielen, wie schädlich Kondensstreifen sind. Schwarze Kohlenstoffpartikel entstehen durch eine unvollständige Verbrennung des Treibstoffs, so dass eine neue, effizientere Verbrennungstechnologie in den Triebwerken dazu beitragen könnte, sie um etwa 70 Prozent zu reduzieren.
„Wenn man die wenigen Flüge ins Visier nimmt, die die schädlichsten Kondensstreifen verursachen, und nur kleine Änderungen der Flughöhe vornimmt, könnte man die Auswirkungen der Kondensstreifen auf die globale Erwärmung erheblich reduzieren.“ – Roger Teoh
Dies könnte in Verbindung mit kleinen Höhenänderungen dazu beitragen, die Gesamtschädlichkeit von Kondensstreifen um etwa 90 Prozent zu verringern.
Als Nächstes werden die Forscher ihre Simulationen verfeinern, um die Eigenschaften und Auswirkungen von Kondensstreifen genauer vorherzusagen und die weiterreichenden Auswirkungen und praktischen Möglichkeiten von Strategien zur Eindämmung von Kondensstreifen, wie z. B. die Änderung von Flugwegen, zu bewerten.