Ny forskning från Massachusetts Institute of Technology (MIT) har kvantifierat klimat- och luftkvalitetspåverkan av luftfart, uppdelad efter utsläppstyp, höjd och läge.

MIT -teamet fann att tillväxt inom luftfart orsakar dubbelt så mycket skada på luftkvaliteten som klimatet.

Skriver idag i IOP Publishing's Miljöforskningsbrev , de undersöker hur denna skada kan mildras, och tillhandahålla konsekventa jämförande bedömningar av avvägningar från luftfartsutsläpp, med tanke på både klimat- och luftkvalitetspåverkan.

Den ledande forskaren på studien, Dr Sebastian Eastham, från laboratoriet för luftfart och miljö vid MIT:s avdelning för luftfart och astronautik, sade:"Flygutsläpp är en allt viktigare bidragande faktor till antropogena klimatförändringar. De orsakar fem procent av det globala klimatet.

"När du tänker på hela flyget, som inkluderar utsläpp från start, kryssning och landning, flygplanets utsläpp är också ansvariga för cirka 16, 000 för tidiga dödsfall om året av försämrad luftkvalitet. Detta är litet jämfört med andra sektorer, är bara cirka 0,4% av de totala dödsfall som årligen tillskrivs global försämring av luftkvaliteten, men förbises ofta i politisk analys. "

"Utmaningarna för luftfartssektorns beslutsfattare som vill minska dessa effekter är avvägningarna mellan olika utsläppstyper, och deras inverkan på olika platser. "

Historiskt sett försök att ta itu med klimat- och luftkvalitetspåverkan från luftfarten har skett genom politiska förändringar, teknologi, och/eller drift - förbättringar av bränsleeffektiviteten; strängare utsläppsnormer; marknadsbaserade åtgärder för att minska koldioxidutsläppen; eller införandet av hållbara flygbränslen.

Men studien konstaterar att minskning av en typ av utsläpp kan kosta att öka en annan, antingen i absoluta tal eller genom att begränsa potentiella minskningar som erbjuds av ny teknik.

Dr Eastham förklarade:"Vi kan minska NOx -utsläpp genom att designa motorer med lägre förbränningstemperaturer. Men den resulterande förlusten i termodynamisk effektivitet skulle innebära att vi måste förbränna mer bränsle, vilket betyder mer CO2. Det här är de typer av avvägningar som måste kvantifieras, och vår studie erbjuder ett snabbt sätt för beslutsfattare att göra detta.

"Vi utvecklade en uppsättning mätvärden för att jämföra klimat- och luftkvalitetspåverkan från luftfartsutsläpp vid alla flygstadier, genom att uppskatta de sociala kostnaderna per enhet utsläppt förorening. Kostnadsstatistiken är uppdelad efter flygfas - kryssning, landning och start-och efter den geografiska utsläppsregionen, både per kg utsläpp och per kg bränsleförbränning. "

Forskargruppen tillämpade mätvärdena för att utvärdera effekterna av en global expansion inom luftfart, i överensstämmelse med sin nuvarande årliga tillväxt. De använde detta sedan som riktmärke för tre scenarier.

Först, de övervägde ett tillväxtscenario med ökad bränsleeffektivitet och minskning av NOx-utsläppsfaktorer som överensstämmer med 10-åriga mål. Andra, de utvärderade avvägningarna mellan klimat- och luftkvalitetspåverkan från motorbaserade NOx-utsläppsminskningar. Till sist, de omvärderade klimat- och luftkvalitetsavvägningarna av avsvavling av jetbränsle.

Dr Eastham sa:"Våra resultat visar att tre komponenter är ansvariga för 97 procent av klimat- och luftkvalitetsskadorna per flygbränsleförbränning:luftkvalitetspåverkan av NOx vid 58 procent, klimatpåverkan av CO2 med 25 procent och klimat effekter av contrails på 14 procent. Det är viktigt att notera att de allra flesta, cirka 86 procent faktiskt av NOx -påverkan på luftkvaliteten beror på utsläpp från kryssning i motsats till landnings- och startcykel. Dessa komponenter - kryssning NOx -utsläpp, CO2 -utsläpp, och contrails - är därför primära mål för framtida strategier för att minska luftfartens utsläpp från atmosfären.

"För att minska luftfartens klimatpåverkan, åtgärder som syftar till att minska koldioxidutsläpp och smuts kommer sannolikt att ha den största nettoklimatnyttan. I kontrast, vi fann att 94 procent av luftkvalitetspåverkan drivs av NOx. Detta tyder på att åtgärder som syftar till att minska NOx -utsläpp under kryssning kan leda till de största nettofördelarna, även om de orsakar en liten men osäker klimat -NOx -fördel och en liten minskning av bränsleeffektiviteten.

"Till sist, vi fann att luftkvalitetspåverkan av luftfartsutsläpp avsevärt överstiger klimatpåverkan, med luftkvalitetspåverkan som är 1,7 till 4,4 gånger högre än klimatpåverkan per enhet bränsleförbränning. Detta måste stå i kontrast till markbaserade industrier, där utsläppskontroll efter förbränning och tillgång till renare bränslen är utbredd. Till exempel, klimatpåverkan från den amerikanska kraftsektorn är av samma storlek som luftkvaliteten påverkar efter betydande minskningar av utsläpp av föroreningar under de senaste 15 åren. Detta pekar mot potentiella politiska och tekniska möjligheter för att minska luftfartens påverkan på atmosfären. "