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比尔盖茨开始抓飞机云了 他说这样可以拯救地球

京港台:2023-10-7 05:16| 来源:把科学带回家 | 评论( 4 )  | 我来说几句


比尔盖茨开始抓飞机云了 他说这样可以拯救地球

来源:倍可亲(backchina.com)

  很多人应该都见过,有时当飞机飞过天空,会留下细细的飞机云,一些飞机只有一条,而有些则能留下好几条。

  飞机云也被叫做凝结尾迹,形成于特定的高度和环境下。其中常见的一种是飞机发动机排出的废气形成的,当燃料燃烧后,飞机发动机会排出燃烧的产物,主要是水和二氧化碳,还有一些没有完全燃烧的副产品,比如含氧有机物、多环芳烃,烟灰颗粒等。

  

  这种好看的尾迹靠的是液体拉烟剂。|Giphy

  当飞机飞上高空后,排出的水蒸气就会在凝结核的作用下,在寒冷的高空中(气温可达零下30°C左右)凝结成微小的液滴,甚至成为冰晶,数量一多,就形成了长长的飞机云。

  有时候,我们可以看到另一种“飞机云”,飞机在云层中飞过时,由于尾气温度较高,蒸发了云中的液态水滴,导致云层中出现了没有云的一条空隙。

  虽然有时候,这种飞机云在天空形成了一道独特的风景线,然而,这种看起来微不足道的凝结尾迹却加剧了气候变化,而如今,人们逐渐开始关注它了,其中代表性的人物,就是比尔·盖茨。

  2015年比尔·盖茨牵头,以及其他来自10个国家的投资人(包括马云、马克·扎克伯格和其他一些亿万富翁)投资了一家名为Breakthrough Energy的公司,它由多个组织构成,旨在通过可持续能源和技术创新,来减少温室气体的排放。

  Breakthrough Energy曾推出过一系列环保项目,比如名为Blue Frontier的新型空调,通过盐溶液作为液体干燥剂,代替传统空调中对环境有害的制冷剂氢氟烃。还有将甲醇转化为电能的燃料电池,名为Wildfire的AI无人机……

  

  Blue Frontier的新型空调原型机

  而在今年8月份,Breakthrough Energy则联合谷歌、美国航空公司推出了一个新的项目:抓住飞机云!

  虽然飞机云看起来微不足道,可能会迅速蒸发,但有时,这种云就会发展成漫天的卷云,这种卷云就像一张大伞,能阻挡住白天的阳光,却也挡住了晚上地面向上辐射的热量,让晚上越来越热,导致更明显的昼夜温差变化。

  科学家总结道,飞机云能增加辐射强迫。辐射强迫,是一种因为外部环境变化(比如二氧化碳浓度、太阳辐射)引起的,在对流层上方导致的热辐射的变化。总结来说,如果辐射强迫增加,地球则会变暖。科学家认为,飞机云可以捕获地球表面向上辐射的热量,增加辐射强迫,导致气候变化。

  

  发展出的卷云会像一张毯子,挡住热量的散失。|Wiki

  而2019年的一项研究表明,在越来越频繁的航空旅行中,飞机也飞到了更容易产生飞机云的高空。大气气候模型的预测结果发现,从2006年到2050年,飞机云的辐射强迫能增加3倍,在某种计算方法下,这会使得全球变暖的效应将增加2倍。

  参与此项研究的科学家认为,由于空中交通量的大幅增加,它将成为航空业对气候的最大影响。

  在对飞机云越来越了解后,科学家认为,是时候想办法减少飞机云的产生了。

  2017年NASA和国际研究团队发现,如果把飞机的燃料替换为生物燃料混合物,能减少尾气中70%的烟灰,也就减少了尾气凝结形成的云。

  而另一个想法,则更加简单粗暴:让飞机改变航线,在更不容易产生飞机云的地方飞行。

  这便是Breakthrough Energy的Contrails团队正在努力的事情。Google 和 Breakthrough的团队利用天气和卫星数据,开发了一个模型,预测出了天空中最有可能形成飞机云的地区。而美国航空则根据这个模型,微调了它们的70个白天航班航线,让飞机飞得更低。

  结果发现,在微调航线后,卫星图像上的飞机云总数减少了54%。现在,研究人员还想要在夜间航班中也进行一些微调航线的测试,看看会不会产生更好的结果。

  如果真的有效,那“抓住飞机云”的预测软件就可以直接做成APP提供给航空公司了。

  

  然而,调整航线还面临了另外一个问题,就是燃料消耗增加了。据估计,如果想避开飞机云,每个航班将平均多消耗2%的燃料,因此,虽然这个方法有效,但科学家还要想办法减少化石燃料的消耗(比如用上面提到的生物燃料混合物等)。毕竟二氧化碳和氮氧化物的排放也会加剧全球变暖。

  尽管还需要改进,“抓住飞机云”依然是个好方法,毕竟它简单、高效、相对便宜,能坚持下去,并且确实有效。在减缓全球变暖上,每一件有用的小事都是必要的。 

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