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为什么飞机对大气造成的污染比开一年高排量汽车都要严重?

2015-03-13科学

题目的叙述存在比较大的问题,过于简略了。

比如污染用什么来量化?是单位排放量还是造成的环境效应?

飞机的运行负荷是多少,也就是开了多久?

飞机的具体型号,汽车的具体排放特征是什么?


OK,经过搜索以后,我找到比较接近题目里面的那句话的出处了

The surprisingly complex truth about planes and climate change

这里面说的是,在粗略估计的情况下, 一次洲际飞行的碳排放影响是与一辆车一年的普通排放影响相当的 。这样就清楚多了。

图:西班牙上空的航迹云 每日卫星照:欧洲上空飞机尾迹纵横交错

当然,飞机的污染和汽车的污染不同,当我们说飞机排放的污染的时候,我们说的更多的是它的 排放造成的气候效应 ,而非对于人类的直接影响(一般人能闻到汽车尾气,甚至我们也说雾霾的主要成因之一是汽车排放,但不会不会有「啊,飞机飞过,好多尾气,我要窒息了!」这样的感觉吧~)。那么,从过去的科研结果中我们可以看到,无论是从单位排放量还是从排放的气候效应来看, 飞机尾气的排放的相对于汽车都是要强一些的。

这里纵坐标代表的是这些排放会给全球大气温度带来的变化,都是增温的效应。左图代表的是2000年飞机的排放经过5年,20年,50年以及削减的飞机排放对于全球大气的影响的示意图(原谅我没能弄明白mk是啥意思,也许是10^{-3} K),而右图中,飞机(红色)的排放的气候效应远远大于其他的交通工具。哦、嘿!看,坐火车还有负的效应呢。

出处:

Specific Climate Impact of Passenger and Freight Transport

为什么在高空,飞机尾气影响会更显著呢?讲明白这个事儿不太容易,不过如果你愿意阅读的话,IPCC的报告是很好的材料:

IPCC Special Reports on Climate Change

,wiki的解读也不错:

Environmental impact of aviation

。我们来简要讨论下的是正常情况,低于音速飞行的飞机的排放的环境效应。

如果我们研究这些排放物的特性——

匿名用户已经提到了,在巡航高度,该层大气稳定,尾气容易驻留,同时这里紫外辐射充足,是光化学反应的理想场所。而且这是飞机,飞机到的很多地方汽车可到不了,可以覆盖全球呢。

如果分排放物来看,大致是——

1.CO_{2} ——它的效果就是直接温室效应,这点和低层大气类似。

2.NO_{x} ——这是发动机的主要排放物之一,与光化学反应息息相关,是臭氧的重要前体物。臭氧又是重要的温室气体之一。不过在不同的情景下,氮氧化物对于高层大气臭氧的影响有可能是使其增加的,也有可能是使其减少的。研究表明,NO_{x} 使北半球的臭氧减少,从而增加了其辐射效应(变暖)

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

3.水汽、颗粒物——看这些美丽的航迹云,它们在高层大气中的寿命是比较短的,是飞机尾气中水汽以及颗粒物作用的结果。它们本身具有温室效应(这里颗粒物温室效应指的是其中的黑炭颗粒物的作用),同时也可能发展为卷云从而加强其对大气的加热作用。尤其是在晚上它们对于地表长波辐射的吸收让其温室效应大幅增加——夜间航班的乘客如果是环保主义者,需要小心咯。

来源:

Environmental impact of aviation

大概各种成分的综合作用是这样。

图:上面给出的wiki的链接的附图

总之,飞机的排放对于气候的影响更为负面一些。这些排放将会造成一系列的连锁反应,最终导致正的辐射强迫, 意即让大气变暖。 其中,航迹云,以及排放造成的卷云是温室效应的主要贡献者。相比之下地上的汽车尽管总排放量特别大,对于整个气候系统的影响就不如飞机来的显著了。

不过你还是得衡量一下闻到汽车尾气给你带来的感觉,以及其对空气污染的贡献。(你说你喜欢汽油味?Well……)

好啦,看航迹云的时候,停下你文艺的心,好好想想布拉格广场的那些鸽子,真的有必要飞到那边去喂么?

2014-3-9更新

算了,还是放一张CO2排放的对比图来说吧。无法量化的东西,都说不明白。

来源:

6: Shrink your travel footprint

注意大车由于产量大销量多,其制造消耗的CO2是更高的(蓝色部分)。所以单论旅行产生的CO2的话, 飞机依然高于大排量车。

再往下说NOx,只要有燃烧就有NOx。 飞机比不过汽车:

来源:

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

看右边两栏就行了。

此外还有黑炭、SO2的对比,所学有限,略去不表。