الطيران والبيئة

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث
طائرة تغيم بعوادمها فوق أنتاركتيكا

يحدث التأثير البيئي للطيران بسبب محركات الطائرات التي تصدر الحرارة والضجيج والجزيئات والغازات التي تساهم في التغير المناخي والتعتيم العالمي. ينبعث من الطائرات جزيئات وغازات مثل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) وبخار الماء والهيدروكربون وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت والرصاص والكربون الأسود، وتتفاعل هذه الانبعاثات مع نفسها ومع الغلاف الجوي. على الرغم من أن محركات العنفات المروحية والتوربينية أكثر كفاءة في استهلاك الوقود وأقل تلويثًا، لكن النمو السريع للسفر عبر الجو يساهم في ازدياد التلوث الكلي الناجم عن للطيران. من عام 1992 إلى 2005، زادت كيلومترات الركاب بمقدار 5.2% كل عام. في الاتحاد الأوروبي، زادت انبعاثات غازات الدفيئة الصادرة عن الطائرات بمقدار 87 % بين عام 1990 و2006.[1][2][3][4]

تظهر الأبحاث الشاملة أنه على الرغم من الابتكارات الفعالة المترقبة لهياكل الطيارات والمحركات وديناميكا الهواء وعمليات الطيران، فإنه ليس هناك من نهاية تلوح في الأفق، حتى بعد عقود عديدة، لانبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون من السفر جوًا ومن الشحن الجوي، ويعود ذلك إلى النمو المستمر المتوقع للسفر عبر الجو. وهذا لأن انبعاثات الطيران العالمية قد فرت من التنظيم الدولي حتى عام 2016 وحينها وافق مؤتمر منظمة الطيران المدني الدولي الذي ينعقد كل ثلاث سنوات على إطلاق خطة موازنة وخفض الكربون للطيران الدولي. وبالإضافة إلى ذلك، بسبب الضرائب المنخفضة أو غير الموجودة على وقود الطيران، يتمتع السفر جوًا بميزة تنافسية عن أنماط النقل الأخرى بسبب انخفاض الأجور. وإن لم تطبق القيود السوقية في مكانها، سينتج عن نمو انبعاثات الطيران ازديادًا في انبعاثات القطاع لتصل تقريبًا إلى إجمالي ميزانية انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون العالمية السنوية بمنتصف القرن، وذلك إن تعيّن ضبط التغير المناخي على ازدياد في درجات الحرارة يبلغ 2 مئوية أو أقل.[5][6][7][8][9][10][11][12][13]

ثمة جدل مستمر بشأن احتمالية فرض ضرائب على السفر الجوي وتضمين الطيران في خطة تجارة الانبعاثات مع رؤية من شأنها ضمان أخذ التكاليف الخارجية الكلية للطيران بالحسبان.[14]

التغير المناخي[عدل]

بطريقة مشابهة لمعظم النشاطات البشرية التي تشتمل على الحرق، تصدر معظم أشكال الطيران غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) وغيره من غازات الدفيئة ضمن الغلاف الجوي لكوكب الأرض ويساهم هذا الأمر في دفع عجلة الاحتباس الحراري و(في حالة غاز ثاني أكسيد الكربون) تحمض المحيطات. يُسلط الضوء على هذه المخاوف من قبل الحجم الحالي للطيران التجاري ومعدلات نموه. وعلى صعيد عالمي، يطير يوميًا ما يقارب 8.3 مليون شخص في عام 2014 (ثلاثة مليارات مقعد مشغول سنويًا)، ويعتبر ذلك ضعف الإجمالي في عام 1999. حرقت شركات طيران الولايات المتحدة بمفردها ما يقارب 16 مليار ومليوني غالون أميركي (6.1×1010 ليتر) من الوقود خلال الاثنا عشر شهرًا بين أكتوبر 2013 وسبتمبر 2014.[15][16][17][18]

وبالإضافة إلى غاز ثاني أكسيد الكربون الصادر عن معظم الطائرات من خلال حرق الوقود كما هو الأمر في وقود النفاثات (طائرة توربين) أو بنزين الطائرات (الطائرات المكبسية)، تساهم صناعة الطيران بانبعاثات غاز الدفيئة من عربات المطار الأرضية وتلك التي تستخدم لنقل الركاب وطاقم العمل إلى المطارات، ويُضاف إلى ذلك الانبعاثات الناجمة عن توليد الطاقة المستخدمة في بناء المطارات وتصنيع الطائرات وتشييد البنية التحتية للمطار.[19]

وبينما يعتبر غاز ثاني أكسيد الكربون هو غاز الدفيئة الرئيس المنبعث من الطائرات التي تعمل بالطاقة، قد تشمل الانبعاثات الأخرى أحادي أكسيد النيتروجين (تسمى مع بعضها أكاسيد النيتروجين أو NOX) وبخار الماء وجزيئات (السخام وجزيئات الكبريت) وأكسيد الكبريت وأحادي أكسيد الكربون (الذي يتحد مع غاز الأوكسجين فور إطلاقه مشكلًا غاز ثاني أكسيد الكربون) والهيدروكربون غير مكتمل الاحتراق ورباعي إيثيل الرصاص (في الطائرات المكبسية فقط) والجذور مثل الهيدروكسيل ويعتمد ذلك على نوع الطائرة المستعملة. يعتبر عامل ترجيح الانبعاثات هو العامل الذي يجب جداء انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الطيران به للحصول على انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون المكافئة لظروف متوسط الفيلق السنوية في مدى 1.3-2.9.[20][21]

الآليات والآثار التراكمية للطيران على المناخ[عدل]

في عام 1999، ساهمت الطائرات المدنية أثناء قيامها بالرحلات الجوية بانبعاثات عالمية من غاز ثاني أكسيد الكربون قُدرت حينها بما يقارب 2%. وعلى أية حال، في حالة الطائرات التي تحلق على ارتفاعات عالية وتدنو من طبقة الستراتوسفير أو تخترقها، قد تزيد الآثار الحساسة للارتفاع وغير المتعلقة بغاز ثاني أكسيد الكربون من الأثر الكلي على التغير المناخي الناجم عن النشاط البشري (من صنع الإنسان) بشكل ملحوظ. في عام 2007، صدر تقرير عن معهد التغير البيئي في جامعة أوكسفورد وافترض مجالًا أقرب إلى 4% من التأثير التراكمي. تساهم الطائرات التي تحلق دون سرعة الصوت بالتغير المناخي في أربع طرق:[22][23]

غاز ثاني أكسيد الكربون ((CO2[عدل]

تعد انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون من الطائرات المحلقة العامل الأكثر وضوحًا وفهمًا من إجمالي مساهمة الطيران في التغير المناخي. وتعتبر آثار غاز ثاني أكسيد الكربون ومستواه متشابه بشكل واسع بغض النظر عن الارتفاع (أي أن لهم نفس الآثار الجوية الموجودة في الانبعاثات الأرضية). وفي عام 1992، قُدرت انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون من الطائرات بما يقارب 2% من كل الانبعاثات الصادرة عن البشر، وفي ذاك العام كان التركيز الجوي لغاز ثاني أكسيد الكربون الناجم عن الطيران ما يقارب 1% من إجمالي الازدياد الناجم عن البشر منذ الثورة الصناعية فتراكم بشكل ضخم خلال آخر 50 عام. تشير الأرقام الصادرة عن شركات الطيران البريطانية إلى وجود انبعاثات من غاز ثاني أكسيد الكربون قدرها 100غ لكل كيلومتر يقطعه الراكب الواحد في الطائرات النفاثة الكبيرة (وهو رقم لا يمثل إنتاج الملوثات أو مسارات التكثيف الأخرى).[24][25][26]

أكاسيد النيتروجين(NOx)[عدل]

في الارتفاعات العالية التي تطير فيها الطائرات النفاثة الكبيرة حول التروبوبوز، تكون انبعاثات أكاسيد النيتروجين فعالة على وجه الخصوص في تشكيل غاز الأوزون في أعلى التروبوسفير. وفي الارتفاعات الأعلى (8-13كم) ينتج عن انبعاثات أكاسيد النيتروجين تراكيز أعظم من الأوزون من انبعاثاته على السطح، وبدورها تشكل تأثيرًا أكبر على الاحتباس الحراري العالمي. يعد تأثير التراكيز السطحية لغاز الأوزون إقليميًا ومحليًا لكنه يندمج بشكل جيد عالميًا في منتصف مستويات التروبوسفير وأعلاها. تقلل انبعاثات أكاسيد النيتروجين من مستويات الهواء المحيط من غاز الميتان الذي يعد من غازات الدفيئة الأخرى، وينتج عن ذلك تأثير مناخي مبرد. لكن هذا التأثير لا يوازن تأثير تشكيل الأوزون من انبعاثات أكاسيد النيتروجين. لم تُحدد هذه الآثار. لا تنطبق هذه المشكلة على الطائرات التي تطير أدنى من التروبوسفير كالطائرات الخفيفة أو طائرات الركاب العديدة.[27]

الجزيئات[عدل]

يعد إطلاق جزيئات الكبريت والسخام أقل أهمية على مستوى الكتلة. يمتص السخام الحرارة ويتمتع بتأثير حراري؛ أما جزيئات الكبريت فتعكس الإشعاع ولها تأثير مبرد صغير. بالإضافة إلى ذلك، تستطيع الجزيئات التأثير على تشكيل الغيوم وخواصها، ويشمل ذلك سحب الطخرور الطبيعية والسحب التي تتخذ شكلًا خطيًا. يتمتع تأثير انتشار السحب الذيلية وسحب الطخرور التي تنشأ منهم –تعرف سوية باسم ذيول الطخرور- بقوة إشعاعية أكبر في يومنا هذا من كل انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الطيران منذ أول طيران للطائرة الأولى التي تعمل بالوقود. ومن بين الجزيئات المنبعثة من محركات الطائرات، يعتقد أن جزيئات السخام هي الأهم لتشكيل السحب الذيلية لأنها كبيرة بما يكفي لتكون أنوية تكثيف لبخار الماء. ستنتج كل الطائرات العاملة بالوقود كمية ما من السخام؛ على الرغم من أن الدراسات الحديثة تشير إلى أن تقليل المحتوى العطري من وقود الطائرة النفاثة يقلل كمية السخام الناتج.[28][29][30][31][32]

انظر ايضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ International Civil Aviation Organization, Air Transport Bureau (ATB). "Aircraft Engine Emissions". مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2019. اطلع عليه بتاريخ 19 مارس 2008. 
  2. ^ Enviro.aero. "What is the impact of flying?". مؤرشف من الأصل في 30 يونيو 2007. اطلع عليه بتاريخ 19 مارس 2008. 
  3. ^ Travis، David J.؛ Carleton, Andrew M. & Lauritsen, Ryan G (2002). "Contrails reduce daily temperature range" (PDF). نيتشر. 418 (6898): 601. PMID 12167846. doi:10.1038/418601a. مؤرشف من الأصل (PDF) في 03 مايو 2006. 
  4. ^ Brasseur، Guy P.؛ Gupta، Mohan؛ Anderson، Bruce E.؛ Balasubramanian، Sathya؛ Barrett، Steven؛ Duda، David؛ Fleming، Gregg؛ Forster، Piers M.؛ Fuglestvedt، Jan؛ Gettelman، Andrew؛ Halthore، Rangasayi N.؛ Jacob، S. Daniel؛ Jacobson، Mark Z.؛ Khodayari، Arezoo؛ Liou، Kuo-Nan؛ Lund، Marianne T.؛ Miake-Lye، Richard C.؛ Minnis، Patrick؛ Olsen، Seth؛ Penner، Joyce E.؛ Prinn، Ronald؛ Schumann، Ulrich؛ Selkirk، Henry B.؛ Sokolov، Andrei؛ Unger، Nadine؛ Wolfe، Philip؛ Wong، Hsi-Wu؛ Wuebbles، Donald W.؛ Yi، Bingqi؛ وآخرون. (2016). "Impact of aviation on climate. FAA's Aviation Climate Change Research Initiative (ACCRI) Phase II" (PDF). Bulletin of the American Meteorological Society. 97 (4): 561–583. doi:10.1175/BAMS-D-13-00089.1. hdl:1721.1/109270. 
  5. ^ "Climate change: Commission proposes bringing air transport into EU Emissions Trading Scheme" (Press release). EU press release. 2006-12-20. مؤرشف من الأصل في 19 مايو 2011. اطلع عليه بتاريخ 02 يناير 2008. 
  6. ^ Bows-Larkin A., Mander S., Traut M., Anderson K., Wood P. (2016). Aviation and Climate Change – The Continuing Challenge. Encyclopedia of aerospace engineering. See esp. Fig. 7.
  7. ^ Timmis، A.؛ Hodzic، A.؛ Koh، L.؛ Bonner، M.؛ Soutis، C.؛ Schafer، A.؛ Dray، L. (2014). "Environmental impact assessment of aviation emission reduction through the implementation of composite materials". Int J Life Cycle Assess (Submitted manuscript). 20 (2): 233–243. doi:10.1007/s11367-014-0824-0. 
  8. ^ Boeing (2014). Current Market Outlook, 2014–2033.
  9. ^ Airbus (2015). Flying by Numbers: Global Market Forecast 2015–2034 نسخة محفوظة 15 January 2013 على موقع واي باك مشين..
  10. ^ "ICAO Resolution A39-3" (PDF). 15 February 2019. مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 سبتمبر 2019. 
  11. ^ "Study: Aviation tax breaks cost EU states €39 billion a year". euractiv.com. 25 July 2013. مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2019. اطلع عليه بتاريخ 01 يونيو 2019. 
  12. ^ EU governments miss out on up to €39bn a year due to aviation’s tax breaks - Transport and Environment نسخة محفوظة 25 أبريل 2019 على موقع واي باك مشين.
  13. ^ Bows A., Anderson K., Upham P. (2009). Aviation and Climate Change: Lessons for European Policy. Routledge. 146pp. (See esp. Ch.5). نسخة محفوظة 27 أغسطس 2017 على موقع واي باك مشين.
  14. ^ Including Aviation into the EU ETS: Impact on EU allowance prices ICF Consulting for DEFRA February 2006 نسخة محفوظة 14 يونيو 2016 على موقع واي باك مشين.
  15. ^ Anderson, K. (17 June 2008). Reframing climate change: from long-term targets to emission pathways (esp. slide 24 onward). نسخة محفوظة 3 أكتوبر 2018 على موقع واي باك مشين.
  16. ^ McNeil BI, Matear RJ (2008). Southern Ocean acidification: A tipping point at 450-ppm atmospheric CO2. Proceedings of the National Academy of Sciences (105:48; p.18860). (In the المحيط الجنوبي, an ecological tipping point due to "wintertime aragonite undersaturation is projected to occur by the year 2030 and no later than 2038.") نسخة محفوظة 25 فبراير 2019 على موقع واي باك مشين.
  17. ^ AP, 2014. As air traffic grows, safety at forefront. By S. Mayerowitz, AP. 2 August 2014
  18. ^ Brandon Graver, Ph.D., Kevin Zhang, Dan Rutherford, Ph.D. (September 2019). "CO2 emissions from commercial aviation, 2018" (PDF). International council on clean transportation. مؤرشف من الأصل (PDF) في 20 نوفمبر 2019. 
  19. ^ Horvath A, Chester M (2008). Environmental Life-cycle Assessment of Passenger Transportation An Energy, Greenhouse Gas and Criteria Pollutant Inventory of Rail and Air Transportation. University of California Transportation Center, UC Berkeley. نسخة محفوظة 5 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
  20. ^ Azar، Christian؛ Johansson، Daniel J. A. (April 2012). "Valuing the non-CO2 climate impacts of aviation". Climatic Change. 111 (3–4): 559–579. doi:10.1007/s10584-011-0168-8. 
  21. ^ IPCC, Aviation and the Global Atmosphere: A Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (1999), Cambridge University Press نسخة محفوظة 27 أغسطس 2019 على موقع واي باك مشين.
  22. ^ IPCC, Aviation and the Global Atmosphere: A Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (1999), Cambridge University Press نسخة محفوظة 27 أغسطس 2019 على موقع واي باك مشين.
  23. ^ Jardine، Christian N. (June 2005). "Calculating the Environmental Impact of Aviation Emissions" (PDF). climatecare.org. مؤرشف من الأصل (PDF) في 04 فبراير 2018. 
  24. ^ Sausen; Ivar Isaksen, Volker Grewe, Didier Hauglustaine, David S. Lee, Gunnar Myhre, Marcus O. KÖhler, Giovanni Pitari, Ulrich Schumann, Frode Stordal and Christos Zerefos, Robert (2005). "Aviation radiative forcing in 2000: an update on IPCC" (PDF). Meteorologische Zeitschrift. Gebrüder Borntraeger. 14 (4): 555–561. doi:10.1127/0941-2948/2005/0049. Retrieved 2017-02-03. نسخة محفوظة 22 أبريل 2019 على موقع واي باك مشين.
  25. ^ "Aviation and the Global Atmosphere". www.grida.no. مؤرشف من الأصل في 10 مايو 2019. اطلع عليه بتاريخ 01 يونيو 2019. 
  26. ^ Goodall، Chris (2007-02-08). How to Live a Low-carbon Life: The Individual's Guide to Stopping Climate Change. Earthscan Publications Ltd. صفحة 326. ISBN 978-1-84407-426-6.  p. 222
  27. ^ Derwent، Richard؛ Collins، William؛ Johnson، Colin؛ Stevenson، David (1 October 2002)، "Global Ozone Concentrations and Regional Air Quality"، Environmental Science & Technology، 36 (19): 379A–382A، doi:10.1021/es022419q 
  28. ^ Corporan، E.؛ وآخرون. (2007). "Emissions characteristics of a turbine engine and research combustor burning a Fischer-Tropsch jet fuel". Energy & Fuels. 21 (5): 2615–2626. doi:10.1021/ef070015j. 
  29. ^ Lobo، P.؛ Hagen، D.E.؛ Whitefield، P.D. (2011). "Comparison of PM emissions from a commercial jet engine burning conventional, biomass, and Fischer-Tropsch fuels". Environmental Science & Technology. 45 (24): 10744–10749. PMID 22043875. doi:10.1021/es201902e. 
  30. ^ Moore، R.H.؛ وآخرون. (2017). "Biofuel blending reduces particle emissions from aircraft engines at cruise conditions" (PDF). Nature. 543 (7645): 411–415. PMID 28300096. doi:10.1038/nature21420. مؤرشف من الأصل (PDF) في 11 يناير 2020. 
  31. ^ Kärcher، B. (2016). "The importance of contrail ice formation for mitigating the climate impact of aviation". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 121 (7): 3497–3505. doi:10.1002/2015JD024696. 
  32. ^ "Questions & Answers on Aviation & Climate Change". European Commission. 2005-09-17. مؤرشف من الأصل في 18 أكتوبر 2007. اطلع عليه بتاريخ 12 يناير 2008.