Kommersiellt flyg har blivit en hörnsten i vår ekonomi och vårt samhälle. Det tillåter oss att snabbt transportera varor och människor över hela världen, underlättar över en tredjedel av all global handel i värde och stödjer 87,7 miljoner jobb över hela världen. Men de 80 ton tunga flygmaskinerna vi ser slingra genom vår himmel i nära överljudshastigheter bär också en del allvarligt miljöbagage.

Mitt teams senaste recensionsdokument belyser några lovande lösningar som flygindustrin kan införa nu för att minska skadan som flyget gör på vår planet. Att helt enkelt ändra de rutter vi flyger kan vara nyckeln till drastiska minskningar av klimatpåverkan.

Moderna flygplan bränner fotogen för att generera den framdrivning som behövs för att övervinna motståndet och producera lyft. Fotogen är ett fossilt bränsle med utmärkt energitäthet, som ger massor av energi per kilo förbränt. Men när det bränns frigörs skadliga kemikalier:främst koldioxid (CO₂), kväveoxider (NOₓ), vattenånga och partiklar (små partiklar av sot, smuts och vätskor).

Flyget är allmänt känt för sitt koldioxidavtryck, där industrin bidrar med 2,5 % till den globala CO₂-bördan. Även om vissa kanske hävdar att detta bleknar i jämförelse med andra sektorer, är kol bara ansvarigt för en tredjedel av flygets fulla klimatpåverkan. Icke-CO₂-utsläpp (främst NOₓ och isstigar gjorda av flygplansvattenånga) utgör de återstående två tredjedelarna.

Om man tar hänsyn till alla utsläpp från flygplan är flyget ansvarigt för cirka 5 % av de mänskliga inducerade klimatförändringarna. Med tanke på att 89 % av befolkningen aldrig har flugit, efterfrågan på passagerare fördubblas vart 20:e år, och andra sektorer minskar koldioxiden mycket snabbare, förutspås denna siffra skjuta i höjden.

Det är inte bara kol

Flygplan tillbringar större delen av sin tid på att flyga på kryssningshöjd (33 000 till 42 000 fot) där luften är tunn, för att minimera luftmotståndet.

På dessa höjder reagerar flygplan NOₓ med kemikalier i atmosfären för att producera ozon och förstöra metan, två mycket potenta växthusgaser. Detta flyginducerade ozon ska inte förväxlas med det naturliga ozonskiktet, som förekommer mycket högre upp och skyddar jorden från skadliga UV-strålar. Tyvärr orsakar utsläppen av NOₓ från flygplan mer uppvärmning på grund av ozonproduktion än de gör kylning på grund av metanreduktion. Detta leder till en nettouppvärmningseffekt som utgör 16 % av flygets totala klimatpåverkan.

Dessutom, när temperaturen sjunker under -40 ℃ och luften är fuktig, kondenserar flygplansvattenånga på partiklar i avgaserna och fryser. Detta bildar ett ismoln som kallas en spets. Spår kan vara gjorda av is, men de värmer upp klimatet eftersom de fångar värme som avges från jordens yta. Trots att de bara räcker några timmar, är konstruktionen ansvarig för 51 % av flygindustrins klimatuppvärmning. Det betyder att de värmer planeten mer än alla koldioxidutsläpp från flygplan som har ackumulerats sedan början av motorflyg.

Till skillnad från kol orsakar icke-CO₂-utsläpp uppvärmning genom interaktion med den omgivande luften. Deras klimatpåverkan förändras beroende på atmosfäriska förhållanden vid tidpunkten och platsen för utsläppet.

Minska klimatpåverkan utan CO₂

Två av de mest lovande alternativen på kort sikt är klimatoptimal rutt och formationsflygning.

Klimatoptimal rutt innebär omdirigering av flygplan för att undvika områden i atmosfären som är särskilt klimatkänsliga – till exempel där särskilt fuktig luft orsakar att långlivade och skadliga spetsar bildas. Forskning visar att för en liten ökning av flygsträckan (vanligen inte mer än 1–2 % av resan) kan nettoklimatpåverkan av en flygning minskas med cirka 20 %.

Flygoperatörer kan också minska påverkan av sina flygplan genom att flyga i formation, med ett flygplan som flyger 1–2 km bakom det andra. Följerflygplanet "surfar" det ledande flygplanets kölvatten, vilket leder till en 5% minskning av både CO₂ och andra skadliga utsläpp.

Men att flyga i formation kan också minska icke-CO₂-uppvärmningen. När flygplans avgaser överlappar varandra, ackumuleras utsläppen inom dem. När NOₓ når en viss koncentration minskar ozonproduktionshastigheten och uppvärmningseffekten avtar.

Och när sprickor bildas växer de genom att absorbera den omgivande vattenångan. I formationsflygning tävlar flygplanets konturer om vattenånga, vilket gör dem mindre. Om man summerar alla tre minskningarna kan formationsflygning minska klimatpåverkan med upp till 24 %.

Att avkola flyget kommer att ta tid

Flygindustrin har fixerat sig vid att ta itu med koldioxidutsläpp. Men nuvarande planer för att industrin ska nå nettonoll år 2050 är beroende av en ambitiös 3 000–4 000 gånger ökning av produktionen av hållbart flygbränsle (SAF), problematiska system för koldioxidkompensation och introduktionen av väte- och eldrivna flygplan. Alla dessa kan ta flera decennier att göra skillnad, så det är avgörande att industrin minskar sitt miljöavtryck under tiden.

Klimatoptimal routing och formationsflygning är två viktiga exempel på hur vi kan få förändringar att ske snabbare, jämfört med ett rent kolfokuserat tillvägagångssätt. Men det finns för närvarande inga politiska eller ekonomiska incitament att ändra takt. Det är dags att regeringar och flygindustrin börjar lyssna på vetenskapen och tar flygplan utan CO₂-utsläpp på allvar. + Utforska vidare

Netto-noll koldioxidutsläpp för flygplan förbiser icke-CO2 klimatpåverkan

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.