print logo

Supersonisk flytrafikk vil forsterke ozonproblemene

Prestisjeflyet Concorde ble i 2003 satt på bakken etter 27 års kommersiell drift. Dette forhindrer ikke at flyfabrikanten Airbus tror overlydsfly i fremtiden vil dekke et viktig marked. Flytrafikk i stratosfæren kan imidlertid medføre nye uforutsette miljøproblemer, ikke minst i forhold til å ødelegge ozonlaget.

SKADER OZONLAGET: Line Gulstad konkluderer med at økt vanndamp i stratosfæren fra supersoniske fly kan bidra til en hurtigere nedbryting av ozonlaget. Foto: Ståle Skogstad

Flyfabrikanten Airbus ser for seg at verden i 2050 vil ha en flåte på omkring 500 supersoniske fly i kommersiell trafikk. Mens mesteparten av dagens flytrafikk foregår i den øvre del av troposfæren, i omkring 30–40 000 fots høyde, vil de supersoniske flyene fly i stratosfæren, i 60–64 000 fot. Kapasiteten i luften vil dermed bli utvidet med en ny korridor, men økt flytrafikk i denne delen av atmosfæren kan også få alvorlige miljøkonsekvenser.

Ozonproblem

– Ett av problemene, som hittil har vært lite påaktet, er utslipp av vanndamp i stratosfæren. Dette kan føre til økt global oppvarming og en hurtigere nedbryting av ozonlaget over polene, sier postdoktor Line Gulstad ved Institutt for Geofag på Universitetet i Oslo. Nylig forsvarte hun sin doktoravhandling om nettopp dette temaet. En del av studiene er gjort i forbindelse med EU-prosjektet SCENIC, hvor også flyfabrikanten Airbus har deltatt. Det er deres prognoser for utvikling av supersoniske fly som ligger til grunn i prosjektet.

Vannets kretsløp med fordampning, skydannelser og regn er helt essensielt for livet på jorda. Dette foregår hovedsakelig i troposfæren, den delen av atmosfæren som er nærmest jorda. Vanndamp er også atmosfærens viktigste drivhusgass og bidrar til jordas drivhuseffekt. Men siden mengden vanndamp i troposfæren er noenlunde konstant, bidrar vanndampen positivt til å holde en stabil temperatur på jorda. Den påvirkes dessuten lite av menneskelig aktivitet og er derfor ikke noe tema i klimadebatten.

Stratosfæren

I stratosfæren er det imidlertid annerledes. – Mens troposfæren inneholder mye vanndamp og partikler, er stratosfæren ren og svært tørr. Den inneholder kun 2,5 til 6,5 vanndampmolekyler per million luftmolekyler. Utskiftningen mellom de to lagene er også svært liten.

Kondensasjonsstripene som vi ser på himmelen på klare dager, kommer fra fly i troposfæren. På grunn av luftstrømninger vil denne vanndampen kun eksistere i noen timer eller dager før den blander seg med den øvrige luften og forsvinner.

I stratosfæren vil ikke vanndampen fra supersoniske fly kondensere og danne skyer på samme måte, men holde seg i måneder til år før den forsvinner ned i troposfæren. Det er ikke den direkte klimaeffekten av disse utslippene som først og fremst har fanget forskernes interesse, men virkningen på ozonlaget.

Mot polene

– Modellberegningene viser at vanndampen i stratosfæren sakte men sikkert vil bli ført mot polene. I Antarktis synker temperaturen i stratosfæren til under 80 kuldegrader om vinteren. Under slike forhold vil vanndampen kondensere og danne polare stratosfæreskyer, som igjen bidrar sterkt til nedbrytningen av ozonlaget, sier Gulstad, og legger til at 2005 var det kaldeste året observert noen sinne i Antarktis. Utslippene av vanndamp i stratosfæren vil altså påvirke ozonlaget på helt andre steder enn der utslippene skjer.

Over de nordlige polområdene er det kun på enkelte dager at temperaturene er så lave at det dannes polare stratosfæriske skyer. Det kan da oppstå små hull i ozonlaget, men disse tettes forholdsvis raskt igjen. I alle fall fram til nå. Også over disse polområdene er det observert stadig lavere temperaturer i stratosfæren. Mye tyder på at ting er i endring.

Endring

– Fra 1950 til 2000 steg andelen vanndamp i stratosfæren med omtrent 50 %, altså med en prosent per år. Dette er veldig mye. Oppimot halvparten av økningen tror man skyldes utslipp av metan til atmosfæren, sier Gulstad.

Parallelt med økt vanndamp i stratosfæren er det observert en økning i polare stratosfæreskyer også over de nordlige polrområdene hvor slike skyer har vært mer sjeldne.

– Hvis utslipp av vanndamp fra supersoniske fly i fremtiden er med på å fremskynde dannelsen av polare stratosfæreskyer over nordområdene, er det en mer alvorlige effekt enn den direkte økte drivhuseffekten som en følge av vanndampen fra supersoniske fly, sier Gulstad.

Modellkjøringene er sammenliknet med observasjoner fra satellittinstrumenter, forskjellige bakkemålinger og meteorologiske data. Beregningene våre viser at om den stipulerte supersoniske flyflåten i 2050 blir nær det dobbelte av det som Airbus har beregnet (972 fly og ikke 501), så vil dette øke den totale forekomsten av vanndamp i stratosfæren med mellom 1,3 og 4,1 prosent. – Dette er betydelig og et forhold som bør tas med i betraktning når fremtidens flytrafikk skal planlegges, sier Gulstad.

Stor usikkerhet

Tidligere utslipp av KFK-gasser har bidratt sterkt til nedbrytning av ozonlaget. Forskerne håper imidlertid at effekten av ”gammel moro” etter hvert skal avta og at ozonlaget over tid skal reparere seg selv. En stor flåte med supersoniske fly kan bli en ny faktor som miljømessig trekker i feil retning.

Dette er imidlertid et forskningsområde hvor det fortsatt er stor usikkerhet. Etter at man hadde observert en stabil økning i andelen vanndamp i stratosfæren i omkring 50 år, ser denne utviklingen ut til å ha stoppet opp i 2000, uten at forskerne kan forklare hvorfor. – Dette viser at det finnes prosesser som vi ikke forstår fullt ut, og at det er mye som gjenstår før modellene våre kan gi oss detaljerte svar om klimaendringene, understreker Line Gulstad.

Billedtekster: Kondensasjonsstripene som dagens flytrafikk lager i troposfæren (bildet) forsvinner relativt hurtig. Utslipp av vanndamp fra overlydsfly i stratosfæren vil ikke danne kondensasjonsstriper, men være desto mer skadelige for ozonlaget.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Geofag Av Harald Aas
Publisert 1. feb. 2012 11:57
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere