Учёные предложили способ снизить климатическое влияние конденсационных следов

Учёные отмечают, что конденсационные следы, возникающие за самолётами в ясную погоду, формируются при смешении горячих выхлопных газов с холодным воздухом. Эти тонкие ледяные облака могут существовать недолго либо сохраняться в атмосфере в течение многих часов. Пока они не рассеялись, такие образования удерживают часть теплового излучения, способного уходить в космос, и тем самым вносят заметный вклад в изменение климата. Согласно исследованию, оценивающему влияние авиации в 2000–2018 годах, именно конденсационные следы обеспечивают около 57% её общего потепляющего эффекта — больше, чем выбросы CO₂ от сгорания топлива.

Фанчунь Юй, старший научный сотрудник Центра атмосферных наук Университета Олбани, предложил способ уменьшить климатическое воздействие таких следов. На протяжении многих лет он изучает процессы образования ледяных частиц в выхлопных шлейфах самолётов и публикует модели, описывающие их структуру и динамику. В новой работе, вышедшей в журнале ACS ES&T Air, он предлагает вводить небольшие количества ледообразующих частиц в выхлоп двигателя во время полёта. По расчётам автора, это позволяет сократить число формирующихся кристаллов льда и сделать следы менее долговечными.

Юй пояснил, что ледообразующие частицы могут запускать процесс кристаллизации при более высоких температурах, что приводит к образованию меньшего числа, но более крупных кристаллов. Такие кристаллы быстрее оседают под действием гравитации и покидают область, где обычно образуются устойчивые следы. По оценкам исследовательской группы, моделирование показало до 50-кратного снижения количества ледяных частиц по сравнению с обычными условиями.

Для проверки подхода команда использовала модель Aerosol and Contrail Microphysics, которая позволяет проследить, как ведут себя частички в первые секунды после выхода из двигателя. По словам Юя, количество необходимого материала сопоставимо или меньше объёма смазочных масел, обычно расходуемых самолётами. Он также отметил, что попадание таких частиц на поверхность Земли, судя по предварительным данным, будет минимальным. Тем не менее требуется дальнейшее изучение того, как они могут взаимодействовать с естественными ледообразующими частицами, облаками и осадками.

Исследователь более двадцати лет работает с атмосферными аэрозолями и процессами формирования конденсационных следов. В начале года он получил грант размером 1,5 млн долларов от Фонда Саймонса, часть средств которого направлена на дальнейшее развитие предложенной техники. Учёный ожидает, что последующие этапы включат лабораторные испытания, полевые измерения и дополнительные симуляции для оценки эффективности метода и возможных экологических эффектов.

Параллельно Юй сотрудничает со специалистами GE Research, которые изучают влияние более экологичных видов авиационного топлива и новых двигательных технологий на образование конденсационных следов.