Le scie di condensa degli aeroplani riscaldano il pianeta: ecco come possono aiutare i nuovi combustibili a bassa fuliggine

Un cielo azzurro con una scia di condensa e cirri a ciuffi. Le scie di condensa seguono le traiettorie di volo degli aeroplani, ma possono anche espandersi per formare cirri. Daniel Albach/Shutterstock

Mentre l'aviazione rappresenta 2.4% di tutte le emissioni dall'uso di combustibili fossili a livello globale, i due terzi dell'effetto di riscaldamento del settore dipendono da qualcosa di diverso dalle sue emissioni di CO₂. E uno dei modi più significativi in ​​cui l'aviazione contribuisce al riscaldamento globale è attraverso le nuvole che gli aeroplani creano nell'alta atmosfera.

Ma, in un nuovo studio, i ricercatori hanno dimostrato che i combustibili alternativi al cherosene che gli aeroplani normalmente bruciano possono aiutare.

Ad altitudini di crociera dove l'atmosfera è abbastanza fredda e umida, si formano scie di condensa (abbreviazione di scie di condensazione) sulla scia degli aerei. Queste sono nuvole fatte di cristalli di ghiaccio che sono inizialmente prodotte dalle emissioni di fuliggine e acqua del motore dell'aereo: probabilmente le avrai viste come strisce bianche e gonfie nel cielo in una giornata limpida. Quando l'atmosfera è particolarmente fredda e umida ad alta quota, queste scie a forma di linea possono durare per molte ore e diffondersi per formare vaste ragnatele di cirri, che sembrano ciocche di capelli bianchi.

Queste nuvole riflettono la radiazione solare nello spazio, raffreddando l'atmosfera, ma possono anche intrappolare la radiazione infrarossa riflessa dalla Terra. Questo processo alla fine riscalda l'atmosfera, poiché l'effetto di riscaldamento supera il raffreddamento. Questo è calcolato essere il più grande effetto di riscaldamento attuale dell'aviazione, quasi il doppio rispetto alle emissioni storiche di CO₂.

La riduzione degli impatti climatici dell'aviazione dalle scie dipenderà dalla riduzione al minimo delle particelle di fuliggine dagli scarichi degli aerei. I pennacchi di scarico degli aerei erano fumosi, poiché contenevano molta fuliggine. I motori moderni sono progettati per ridurre la pesantezza delle emissioni di fuliggine, ma la dimensione e il numero di cristalli di ghiaccio che si formano dipendono dal gran numero di particelle di fuliggine. C'è solo molto di più che si può ottenere pulendo gli scarichi degli aerei: gli sforzi futuri devono concentrarsi sul carburante stesso.

Le impurità come il naftalene, che sono naturalmente presenti nei combustibili fossili degli aerei come il cherosene, sono chiamate composti aromatici. Queste sono strutture chimiche a forma di anello di carbonio che formano i mattoni delle particelle di fuliggine. Biocarburanti ricavati da colture e oli vegetali di scarto e combustibili sintetici realizzati utilizzando elettricità rinnovabile, idrogeno e CO₂, sono progettati per ridurre l'impronta di carbonio del volo.

Non ci sono impurità aromatiche in questi combustibili, il che significa meno particelle di fuliggine vengono generati quando vengono bruciati. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che generano anche meno cristalli di ghiaccio (ma più grandi) nell'atmosfera durante il volo. Questo, a sua volta, fa sì che le scie di condensa e i cirri che formano riscaldino meno la Terra.

Il futuro del volo

Attualmente, gli aeroplani possono rifornirsi solo con cherosene o miscele cherosene-biocarburante. Gli autori del nuovo articolo hanno scoperto che le miscele di combustibili con basse impurità aromatiche riducono la formazione di cristalli di ghiaccio tra il 50 e il 70%. In un altro documento, i ricercatori previsto ciò equivarrebbe a una riduzione dell'effetto di riscaldamento complessivo delle scie di circa il 20%-50%. È probabile che in futuro sarà consentito ai voli di funzionare con biocarburanti puri, quindi la potenziale riduzione del riscaldamento causato dall'aviazione potrebbe essere ancora maggiore.

I risultati del nuovo studio suggeriscono che le miscele di combustibili sostenibili offrono una situazione vantaggiosa per tutti per ridurre la produzione di CO₂ dell'aviazione e la sua produzione di cirri di scia.

Altre soluzioni, come il volo elettrico, sono possibili solo per tratte molto brevi. Anche gli aerei alimentati a idrogeno possono essere sviluppati solo per gestire distanze medie. Entrambe le tecnologie impiegheranno più di un decennio per maturare prima di poter essere introdotte nella flotta globale di aeromobili. È probabile che l'aviazione a lungo raggio dipenda da combustibili di tipo cherosene liquido per il prossimo futuro.

Un'altra opzione è che i piloti evitino le parti dell'atmosfera dove è più probabile che si formino scie di condensa. Tuttavia, volo per volo, navigare per evitare queste regioni aumenterebbe quasi sicuramente le emissioni di CO₂ del volo. Anche i modelli meteorologici non può prevedere le aree in cui si formeranno le scie con sufficiente precisione.

Naturalmente, i costi finanziari per lo sviluppo e la distribuzione di biocarburanti e combustibili sintetici su scala sufficiente saranno probabilmente elevati e potrebbero aumentare i costi di volo. Con ogni probabilità, i governi dovranno imporre un'eliminazione graduale del cherosene a base fossile e fornire grandi incentivi alle compagnie aeree per il passaggio. Ma il tempo stringe per decarbonizzare i voli e questa è un'opzione efficace che le compagnie aeree possono sviluppare immediatamente per ridurre l'impatto climatico complessivo del settore.

Circa l'autore

David Simon Lee, professore di scienze atmosferiche, leader del gruppo di ricerca sull'aviazione e il clima, Manchester Metropolitan University

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Questo articolo è originariamente apparso su The Conversation

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