飛行機からの白っぽい飛行機雲は、晴れた日には見逃せません。 2人のドイツの研究者は、これらの人工雲が現在および将来に気候にどのような影響を与えるかをより詳細に調査しました。結果: 2050 年までに、航空交通量の増加により、空に飛来する飛行機雲が大幅に増加し、そのため気候への影響は 3 倍に増加します。研究者らは、ベール雲の形成の増加により、将来的に上層大気の温度がさらに上昇する可能性があると説明している。しかし、それによって地上の気温がどのように変化するかはまだ不明です。
地球上の温室効果ガス排出源に加えて、航空交通も気候変動を促進する要因の 1 つです。一方で、灯油を燃料とする航空機エンジンは、大量の CO2 やその他の温室効果ガスを排出します。一方で、すすやその他の浮遊粒子を放出します。これらの小さな粒子は、高度 8 ～ 12 キロメートルで結晶核として機能します。水分子が蓄積し、氷の結晶が形成され、氷雲、つまり飛行機雲が形成されます。これらの飛行機雲は、後に巻雲、つまり高高度での細かい白っぽいベール雲に発達することがあります。これらの巻雲は気候に重大な影響を与えることが知られています。研究者らは、それらが地球の放射線バランスに対して、航空機からの総 CO2 排出量と少なくとも同じくらいの影響を与えていると推定しています。
3倍強い気候影響
しかし、飛行機雲とそれが促進する巻雲は将来どのように発展するのでしょうか?そして、どのような気候への影響が予想されるのでしょうか?ドイツ航空宇宙センター (DLR) のリサ・ボックとウルリケ・ブルクハルトは、これをさらに詳しく調査しました。 「乗客の飛行距離は 15 年ごとに約 2 倍になると予測されています。航空交通インベントリ AEDT は、航空交通量が 2050 年には 2006 年と比較して 4 倍になると推定しています」と研究者は報告しています。ボックとブルクハルトは、全球大気モデルを使用して、これが世界中の飛行機雲の形成にどのような影響を及ぼし、放射線バランスにどのような影響を与えるかを分析しました。彼らは、適度な地球温暖化の有無による航空交通量の増加の影響をシミュレーションしました。
予想通り、分析の結果、航空交通量の増加により、飛行機雲の数とそれが気候に与える影響が増加することが示されました。 「我々の計算によれば、航空交通量が4倍に増加すると、飛行機雲による巻雲からの放射力は3倍に増加し、1平方メートル当たり49～159mWとなる」と研究者らは報告している。現在すでにそうなっているように、この影響の最大の割合は、最も頻繁に利用されるヨーロッパと北米の 2 つの空域での航空交通によるものです。しかし、驚くべきことに、2050 年までの気候変動の程度は、飛行機雲の形成とそれに伴う気候への影響にはほとんど関与していないようです。モデルが示したように、熱帯ではわずかに減少し、ヨーロッパと北米ではわずかに増加しています。 「これら 2 つの効果は、ほぼ完全に互いに補い合っています」とボックとブルクハルトは報告しています。
飛行高度と煤の排出も影響します
研究者らの説明によれば、航空機の増加による増加に加えて、飛行高度の変化も影響しているという。技術の進歩により、将来的には航空機はより高い高度を飛行できるようになり、空気抵抗が減少し、燃料消費量も減少します。地理的緯度によっては、この変化は飛行機雲の形成にも影響します。「温帯緯度では、高高度では空気の湿度が低いため、形成される飛行機雲の数が少なくなります」と科学者たちは説明します。ヨーロッパでは、飛行機雲からの放射線強制量は 2050 年までに約 48% 減少すると予想されています。これは熱帯では異なります。巡航高度では氷の結晶が形成するには暖かすぎるため、これまでのところ、飛行機雲と航空機関連の巻雲がほんの少ししか形成されていません。しかし、飛行高度が上がるにつれて、そのような雲の条件はより有利になります。ボック氏とブルクハルト氏によると、飛行機雲の数とその気候への影響は、特にアジア上空で増加するだろうという。
これにより、全体として、地球の放射線バランスに対する航空交通の影響が増大することがわかります。しかし、これは私たちの気候に具体的にどのような影響を与えるのでしょうか? 「飛行機雲の主な影響は、上層大気の温暖化と自然の雲量の変化です」とブルクハルト氏は説明する。しかし、これが地上の気温、ひいては地球温暖化にどのような影響を与えるのかはまだ不明です。理由: 一方で、高くて明るい雲は太陽光の一部を反射するため、冷却効果があります。しかしその一方で、ベール雲は地球からの熱放射の一部を抑制するため、温室効果をもたらします。これらの効果のどちらが優勢であるかについては議論の余地があります。しかし、最近のいくつかの研究では、温暖化の影響が優勢である可能性があることが示唆されています。
対策として、航空機のジェットエンジンからの煤やその他の粒子状物質の排出を減らすことが理にかなっている可能性がある、と研究者らは述べている。そうすれば、大気中に放出される結晶核が少なくなり、飛行機雲や巻雲が形成されることが少なくなるからです。 「放出される粒子の数が半分になれば、2050年には飛行機雲による巻雲の放射線の影響は少なくとも14パーセント減少する可能性がある」とボック氏とブルクハルト氏は報告している。しかし、これだけでは航空交通による気候への影響の増大を抑制することはできません。
出典: Lisa Bock および Ulrike Burkhardt (オーバープファッフェンホーフェンのドイツ航空宇宙センター)、大気化学および物理学、 doi: 10.5194/acp-19-8163-2019
