2020 -talet kommer att innebära några mycket stora beslut om transporter - Storbritanniens mest förorenande sektor. Den brittiska regeringens svar har hittills varit oregelbundna, väljer att ingripa för att förhindra kollaps av Flybe (Europas största regionala flygbolag) och ge grönt ljus för höghastighetstågsprojektet, HS2.

Koldioxidutsläpp av transporter skulle eliminera 26% av brittiska koldioxidutsläpp som kommer från hur människor tar sig runt. Men premiärminister Boris Johnson sa nyligen att att göra detta ställer ”svåra och komplicerade” frågor. På den här, Johnson har nästan säkert rätt.

De gilets jaunes protester mot ökade bränsletullar i Frankrike visar den känsliga balansgången mellan avgörande klimatåtgärder och fortsatt ekonomisk tillväxt och bekvämlighet. Men borde inte regeringen låta en regional flygoperatör misslyckas och investera i höghastighetståg istället? Svaret är inte så enkelt.

Koldioxidavtryck kan vara vilseledande

Luftfarten är en av de snabbast växande fossila konsumenterna, med flygbolag som bidrar med cirka 3,5% av alla konstgjorda utsläpp av växthusgaser. Det här kan tyckas litet, men en enda transatlantisk flygning från London till New York kan öka ditt personliga koldioxidavtryck med lika mycket som hela uppvärmningsbudgeten för en genomsnittlig europé.

På höga höjder, kontrailer - de vita linjerna vi ser på himlen - bildas i spåren av flygplan. Dessa moln på hög höjd är för tunna för att reflektera mycket solljus, men iskristallerna inuti dem kan fånga värme. Till skillnad från lågnivåmoln, som har en nettokylande effekt, contrails bidrar avsevärt till den globala uppvärmningen, vilket effektivt ökar flygindustrins andel av växthusgasutsläpp till cirka 4,9%.

För det mesta, miljöfördelarna med höghastighetståg tas för givet. Mest, men inte allt, forskning tyder på att höghastighetståg kan kompensera för utsläpp från luftfarten om det kan locka tillräckligt med passagerare från alternativa flyglinjer. Men luftfartens relativa klimatpåverkan på andra transportslag beror på mer än bara motorer och höjd.

Vi kan jämföra utsläppen från olika transportformer genom att beräkna utsläppen från var och en när en passagerare flyttas en kilometer. Detta jämför effektivt hur mycket CO₂ som lämnar varje fordons avgaser, men det ignorerar utsläpp av växthusgaser från byggande och underhåll av fordonen, infrastrukturen - som spår, banor och flygplatser - och produktion av bränsle.

Uppvärmningseffekterna av olika växthusgaser sker under olika tidsperioder, från några dagars kort intensiv uppvärmning till århundraden av mild påverkan. För att tillhandahålla en gemensam enhet för att mäta påverkan av olika gaser, uppvärmningseffekter är standardiserade under en viss tidsperiod. Den tidsperiod som normalt används är 100 år.

Men om det vore fem år, effekten av contrails skulle stå för mer global uppvärmning än alla bilar i världen. De höjer temperaturen i atmosfären kort, intensiva utbrott. På längre tider, typ 20 år, de kortsiktiga effekterna är mindre viktiga och får luftfarten att se betydligt bättre ut - med flygning som kan se mindre skadligt ut än vissa bilar över samma sträcka.

Detta är fortfarande inte hela historien. Energiinmatningarna för olika resesätt varierar. Direkt förbränning av fossila bränslen i motorer, till exempel jet -fotogen i flygplan, avger växthusgaser. I eldriven höghastighetsskena, tågdrift ger inga utsläpp, förutom de fossila bränslen som används för att generera den elen någon annanstans.

Att utveckla HS2 kommer att innebära utplacering av stationer, spår och kommunikationscentrum, och de kommer att behöva löpande underhåll. Alla dessa behöver energi och materiella investeringar, som kommer att skapa ytterligare utsläpp av växthusgaser genom tillverkning, transport, och använda. Det kan öka järnvägens koldioxidavtryck med mellan 1,8 och 2,5 gånger, över att bara redogöra för tågens drift. För luftfart, samma infrastrukturbehov är relativt små, och ansvarar för en ökning med 1,2–1,3, med vägtransporter som visar en ökning med 1,4–1,6.

Att jämföra livscykler

En livscykelstrategi ger en bättre förståelse för var utsläpp förekommer och jämför transportsätt på mycket mer lika villkor. Detta hjälper oss att förstå att de flesta utsläpp av växthusgaser i luft- och vägresor kommer från flygning och körning, vid järnvägsresor, klimateffekterna domineras av de utsläpp som produceras och bygger själva infrastrukturen. Utsläppen från drivande tåg är i allmänhet lägre på grund av det stora beroende av el. Men det finns fortfarande utsläpp från tillverkning och underhåll av förnybar energiteknik att ta hänsyn till.

Alla lägen för höghastighetsresor kommer att kosta miljön. Att kunna jämföra energikraven och utsläppen från olika transportalternativ är det första steget mot deras klimatpåverkan.

Regeringar försöker ofta uppmuntra människor att ändra sitt beteende och minska antalet flygningar de tar. Men när det gäller HS2, den fortsatta tillgängligheten av regionala flyg innebär att endast 4% av förarna och endast 1% av flygplanets passagerare sannolikt kommer att ändra sitt beteende.

Det är lätt att rikta fingret mot luftfarten och se järnväg som ett koldioxidsnålt alternativ. Men regeringarna måste överväga och noggrant balansera de verkliga klimateffekterna av ett transportprojekt, i varje fas av dess utveckling.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.