Att flyga någon enkelriktad från London, England, till New York City producerar nästan ett ton koldioxid. Det är mycket av denna klimatuppvärmande växthusgas. I vissa länder är det få som gör tillräckligt på ett helt år för att släppa ut så mycket CO2. Men det finns sätt att minska flygets klimatpåverkan. En ny innovation: Be flygplan att surfa på höghöjdsvindar varje chans de får.
Det är inget de har fått göra. Men det kan ändras — och snart.
Förklarare: CO2 och andra växthusgaser
De flesta jetflygplan som korsar Atlanten följer en av flera fasta vägar som är åtskilda. Anledningen: Radar hade inte kunnat spåra flygplan överallt ovanför Atlanten. Men ett nytt nätverk av satelliter i låg omloppsbana om jorden kan snart ändra på det. De kommer att tillåta människor att spåra dessa flygningar under hela sin rutt.
“Istället för att behöva ha dessa fasta spår som håller isär planen, kan flygbolagen flyga mycket mer flexibla rutter”, säger Cathie Wells. Hon är en doktorand i matematik som lett analysen. Hon arbetar på University of Reading i England.
Wells ingick i ett team i England som beräknade de snabbaste möjliga rutterna för passagerarplan. De använde datoralgoritmer, uppsättningar stegvisa instruktioner som hjälper till att lösa matematiska problem. Restiden varierar med vindarna som ett plan möter. Flygningar österut kan till exempel få ett kraftfullt uppsving från den kraftiga jetströmmen. Det är en stark luftström som flödar från väst till öst över Atlanten. Västergående rutter missar den fördelen. Men de kunde undvika ogynnsam motvind som annars skulle förlänga en resa. Snabbare flyg förbränner mindre bränsle. Och mindre förbränning släpper ut färre växthusgaser.
Förklarare: Vad är en algoritm?
För sin nya studie analyserade teamet 35 000 flygningar österut och västerut mellan New Yorks Kennedy-flygplats och Heathrow-flygplatsen i London. Jetströmmar varierar mycket på vintern och når ibland hastigheter på mer än 320 kilometer (200 miles) per timme. Detta innebär att optimala flygtider tenderar att variera mer vid den här tiden på året. Så den nya studien tittade på alla flygningar som ägde rum under tre månader, med start den 1 december 2019.
I genomsnitt skulle rutter som utnyttjade vindhjälp på bästa sätt ha tagit mindre tid än de faktiska flygningarna gjorde det, visade gruppen. En speciell flygning österut kunde ha sparat en sjättedel av bränslet som den faktiskt brände.
Wells och hennes team publicerade sina resultat 26 januari i Environmental Research Letters.
Förändring kan vara på väg
Flygindustrin vet att den har ett högt “koldioxidavtryck.” Det är ett mått på de växthusgaser den sprutar ut. Det finns sätt att krympa det fotavtrycket, men de flesta är kostsamma och skulle ta mycket tid. Jettillverkare kan till exempel göra om sina plan. Eller flygbolagen kan byta till bränslen från förnybara källor, som växter. Vissa forskare designar och testar till och med hybridelektriska och vätgasdrivna plan.
Men det tar årtionden och många miljarder dollar att designa, testa och flyga nya flygplansflottor. Att ändra en flygbana kan däremot minska kostnader och energi direkt. “Minska bränslet är en win-win”, säger Irene Dedoussi. Det gör det möjligt för flygindustrin att “spara pengar på bränsle samtidigt som utsläppen minskar.” Dedoussi arbetar vid Delft University of Technology i Nederländerna. Även besparingar på bara en eller två procent anses generellt vara viktiga, säger den här flygingenjören. Att använda något så enkelt för att minska bränsleförbrukningen med en sjättedel är enormt, säger hon.
Den nya studien visar inte hur väl sådan vindsurfing skulle fungera för alla plan, i alla himmelsträck och världen över. Men det tyder på att att göra flygrutter mer flexibla skulle kunna minska både bränsleförbrukningen och CO2 på vissa ställen.
Innan det kan hända, dock , algoritmen som denna studie använde kan behöva några justeringar. Och om flygtiderna varierar beroende på vinden skulle det bli mer komplicerat att schemalägga anslutningsflyg och hantera banor och grindar. Forskarna skulle behöva ta fram de bästa flygvägarna som tar hänsyn till sådana schemaläggningsfrågor. De kanske också vill se om flygning på olika höjder ger dem ett större urval av flexibla rutter vid de tidpunkter de flesta vill flyga.
National Air Traffic Services (NATS) tillhandahåller flygtrafik kontroll för Storbritannien. Den uppmanade Wells att beskriva sina nya rön för dem. Bara en vecka efter att hennes teams nya studie publicerades sa NATS att de tillfälligt skulle upplösa sitt flygvägssystem. Tills vidare kommer de att samarbeta med flygbolag och deras kanadensiska motsvarighet (NAV CANADA) för att tillåta flygbolag att välja rutter som bäst begränsar deras bränsleanvändning.
“Detta är en mycket spännande ny twist ,” säger Wells.
Detta är en i serien som presenterar nyheter om teknik och innovation, möjliggjort med generöst stöd från Lemelson Foundation.
Leave a Reply