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為什麽飛機對大氣造成的汙染比開一年高排量汽車都要嚴重?

2015-03-13科學

題目的敘述存在比較大的問題,過於簡略了。

比如汙染用什麽來量化?是單位排放量還是造成的環境效應?

飛機的執行負荷是多少,也就是開了多久?

飛機的具體型號,汽車的具體排放特征是什麽?


OK,經過搜尋以後,我找到比較接近題目裏面的那句話的出處了

The surprisingly complex truth about planes and climate change

這裏面說的是,在粗略估計的情況下, 一次洲際飛行的碳排放影響是與一輛車一年的普通排放影響相當的 。這樣就清楚多了。

圖:西班牙上空的航跡雲 每日衛星照:歐洲上空飛機尾跡縱橫交錯

當然,飛機的汙染和汽車的汙染不同,當我們說飛機排放的汙染的時候,我們說的更多的是它的 排放造成的氣候效應 ,而非對於人類的直接影響(一般人能聞到汽車尾氣,甚至我們也說霧霾的主要成因之一是汽車排放,但不會不會有「啊,飛機飛過,好多尾氣,我要窒息了!」這樣的感覺吧~)。那麽,從過去的科研結果中我們可以看到,無論是從單位排放量還是從排放的氣候效應來看, 飛機尾氣的排放的相對於汽車都是要強一些的。

這裏縱座標代表的是這些排放會給全球大氣溫度帶來的變化,都是增溫的效應。左圖代表的是2000年飛機的排放經過5年,20年,50年以及削減的飛機排放對於全球大氣的影響的示意圖(原諒我沒能弄明白mk是啥意思,也許是10^{-3} K),而右圖中,飛機(紅色)的排放的氣候效應遠遠大於其他的交通工具。哦、嘿!看,坐火車還有負的效應呢。

出處:

Specific Climate Impact of Passenger and Freight Transport

為什麽在高空,飛機尾氣影響會更顯著呢?講明白這個事兒不太容易,不過如果你願意閱讀的話,IPCC的報告是很好的材料:

IPCC Special Reports on Climate Change

,wiki的解讀也不錯:

Environmental impact of aviation

。我們來簡要討論下的是正常情況,低於音速飛行的飛機的排放的環境效應。

如果我們研究這些排放物的特性——

匿名使用者已經提到了,在巡航高度,該層大氣穩定,尾氣容易駐留,同時這裏紫外放射線充足,是光化學反應的理想場所。而且這是飛機,飛機到的很多地方汽車可到不了,可以覆蓋全球呢。

如果分排放物來看,大致是——

1.CO_{2} ——它的效果就是直接溫室效應,這點和低層大氣類似。

2.NO_{x} ——這是發動機的主要排放物之一,與光化學反應息息相關,是臭氧的重要前體物。臭氧又是重要的溫室瓦斯之一。不過在不同的情景下,氮氧化物對於高層大氣臭氧的影響有可能是使其增加的,也有可能是使其減少的。研究表明,NO_{x} 使北半球的臭氧減少,從而增加了其放射線效應(變暖)

http://www. aeronautics.nasa.gov/pd f/10_bulzan_hae_green_aviation_summit.pdf

3.水汽、顆粒物——看這些美麗的航跡雲,它們在高層大氣中的壽命是比較短的,是飛機尾氣中水汽以及顆粒物作用的結果。它們本身具有溫室效應(這裏顆粒物溫室效應指的是其中的黑炭顆粒物的作用),同時也可能發展為卷雲從而加強其對大氣的加熱作用。尤其是在晚上它們對於地表長波放射線的吸收讓其溫室效應大幅增加——夜間航班的乘客如果是環保主義者,需要小心咯。

來源:

Environmental impact of aviation

大概各種成分的綜合作用是這樣。

圖:上面給出的wiki的連結的附圖

總之,飛機的排放對於氣候的影響更為負面一些。這些排放將會造成一系列的連鎖反應,最終導致正的放射線強迫, 意即讓大氣變暖。 其中,航跡雲,以及排放造成的卷雲是溫室效應的主要貢獻者。相比之下地上的汽車盡管總排放量特別大,對於整個氣候系統的影響就不如飛機來的顯著了。

不過你還是得衡量一下聞到汽車尾氣給你帶來的感覺,以及其對空氣汙染的貢獻。(你說你喜歡汽油味?Well……)

好啦,看航跡雲的時候,停下你文藝的心,好好想想布拉格廣場的那些鴿子,真的有必要飛到那邊去餵麽?

2014-3-9更新

算了,還是放一張CO2排放的對比圖來說吧。無法量化的東西,都說不明白。

來源:

6: Shrink your travel footprint

註意大車由於產量大銷量多,其制造消耗的CO2是更高的(藍色部份)。所以單論旅行產生的CO2的話, 飛機依然高於大排量車。

再往下說NOx,只要有燃燒就有NOx。 飛機比不過汽車:

來源:

http://www. hmmh.com/blog/? p=764

看右邊兩欄就行了。

此外還有黑炭、SO2的對比,所學有限,略去不表。