Stosunkowo niewiele mówi się o zanieczyszczeniach, które powoduje lotnictwo. A jest to wcale niemało, ponieważ ostrożne szacunki mówią, że transport powietrzny odpowiada za 5% światowej emisji dwutlenku węgla. Nowoczesne samoloty wyposażone w silniki odrzutowe emitują także parę wodną, która jest bardzo silnym gazem cieplarnianym.
Paliwo stosowane w samolotach różni się w zależności od typu zamontowanego silnika. Do silników tłokowych stosuje się benzynę lotniczą oraz naftę lotniczą do silników odrzutowych. Skład obu paliw jest dość podobny i zawiera 84–87% węgla oraz 13-16% wodoru. Poza węglem i wodorem w skład paliw lotniczych wchodzi wiele innych pierwiastków i związków chemicznych, których udział procentowy jest na tyle mały, że w rozważaniach o ich wpływie na zanieczyszczenie atmosfery można pozwolić sobie na ich pominięcie.
Głównym produktem spalania paliwa stosowanego w najpopularniejszych obecnie silnikach odrzutowych są dwutlenek węgla oraz para wodna. Wielkość emisji i stężenia CO2 są bardzo ważne, ale jeszcze ważniejsze są konsekwencje nadmiaru dwutlenku węgla w atmosferze. Szacuje się, że dotychczasowe emisje CO2 za które odpowiada lotnictwo, już spowodowały ocieplenie naszej planety o 0,015°C. W zależności od tego, jak będzie przebiegał rozwój tej branży i związana z nią emisja dwutlenku węgla, wzrost średniej temperatury Ziemi do 2050 roku osiągnie 0,025–0,04°C.
Ponieważ spalanie węglowodorów wchodzących w skład nafty lotniczej nie jest całkowite, nie cały zawarty w paliwie pierwiastkowy węgiel utlenia się do dwutlenku węgla. Część węgla emitowana jest do atmosfery w postaci sadzy, cząstek o średnicy kilkunastu, kilkudziesięciu nanometrów. Współczynnik emisji dla sadzy przyjmuje się równy 0,03 g/kg paliwa. Wartość ta zależy jednak mocno od warunków spalania i rodzaju paliwa. Roczną globalną emisję sadzy z transportu lotniczego szacuje się na ok. 95 tysięcy ton (za rok 2022). Wpływ sadzy na klimat może być zarówno bezpośredni (oddziaływanie z promieniowaniem) jak i pośredni (wpływ na powstawanie i własności chmur). Sadza absorbuje promieniowanie widzialne, co prowadzi do ocieplenia klimatu.
Zjawiskiem, które chyba najbardziej kojarzy nam się z samolotami są smugi kondensacyjne. Nikogo już chyba nie dziwi ich widok. Smugi kondensacyjne mogą powstać w temperaturze od -35 do -55°C. Ich obecność ma negatywny wpływ na środowisko, ponieważ przyczynia się do efektu cieplarnianego. Powodem jest zawarta w chmurach kondensacyjnych para woda, która jest silnym gazem cieplarnianym. Drastyczny wzrost ruchu lotniczego obsługiwanego przez samoloty z silnikami odrzutowymi sprawił, że smugi kondensacyjne zaczęły być zauważalnym problemem. Skondensowana na dużej wysokości para wodna w postaci kryształków lodu słabo odbija światło słoneczne i jednocześnie uniemożliwia promieniom podczerwonym opuszczenie naszej planety.
Naturalnym pytaniem, które się nasuwa, jest jak walczyć ze zjawiskiem smug kondensacyjnych? Jak wspomniano smugi kondensacyjne tworzą się w warunkach konkretnej temperatury. Okazuje się, że warstwa takich temperatur w ziemskiej atmosferze jest stosunkowo cienka i ma około 600 m. Aby zapobiec powstawaniu smug kondensacyjnych często więc wystarczy odpowiednia korekta wysokości lotu.
Jednak, choć ogromną większość masy spalin faktycznie stanowią CO2, sadza i H2O (z każdego kilograma paliwa powstaje ok. 3,16 kg CO2 i ok. 1,23 kg H2O), samoloty emitują również dwutlenek siarki (SO2) i tlenki azotu (NOx). Emisja NOx wynosi ok. 15 g/kg paliwa, a wypadkowy wpływ ich emisji uznaje się za ocieplający.
Paliwa lotnicze zawierają siarkę, zwykle w postaci różnych organicznych związków tego pierwiastka. W wyniku utleniania zawartej w paliwie siarki powstaje przede wszystkim dwutlenek siarki (SO2). Przyjmuje się że emisja tej substancji to ok. 1,2 g SO2/kg paliwa. W wyniku dalszych reakcji chemicznych i procesów zachodzących w atmosferze z dwutlenku siarki powstają aerozole siarczanowe. Podobnie jak w przypadku sadzy, mają one bezpośredni wpływ na klimat, który polega na rozpraszaniu promieniowania słonecznego.
Wpływ samolotów na klimat nie ogranicza się do bezpośredniego oddziaływania emitowanych przez nie substancji na atmosferę naszej planety. W grę wchodzi tu nie jeden, a wiele mechanizmów, zjawisk i procesów fizykochemicznych. Spore znaczenie ma też fakt, że samoloty latają, a w związku z tym emitują różne substancje na znacznych wysokościach, gdzie substancje te mogą brać udział w innych procesach i wpływać na klimat nieco inaczej, niż gdyby były emitowane przy powierzchni Ziemi. Dopóki nie opracujemy alternatywnych środków dla podniebnych podróży wpływ samolotów na efekt cieplarniany i emisję dwutlenku węgla będzie rósł wraz ze wzrostem ruchu lotniczego.
za: Mateusz Tomanek, ekoguru.pl; Jakub Jędrak, naukaoklimacie.pl
