Luftverkehr
und Klimawandel auf der Erde
Die durch den Lufttransport in einer Höhe von 8 bis 12 km in die Luft
versprühte und erzeugte Schicht aus Wasserdampf, Kohlendioxid und anderen
Stoffen stellt eine Barriere für die Wärmestrahlung dar, die ebenso wie unter
der Folie in Tunneln für den Gemüseanbau nicht austreten kann Die Erde wird von
der Oberfläche reflektiert und erhöht ihre Durchschnittstemperatur.
Kohlendioxid, das durch den See- und Straßentransport sowie durch Kraftwerke
und Brände auf der Erde, abgesehen von Vulkanausbrüchen, entsteht, trägt nicht
viel zur globalen Erwärmung bei. Vulkane geben sehr große Mengen CO2 in die
hohen Schichten der Atmosphäre ab und müssten wochen- oder sogar monatelang zu
einem Anstieg der Erdtemperatur beitragen, wenn der Staub nicht auch die Erde
verdunkeln und ihre Albedo erhöhen würde führt, was zur
Abkühlung des Planeten führen würde.
Wie viel Wasserdampf und Kohlendioxid befinden sich noch in Flughöhe?
Pro Sekunde sind etwa 1.000.000 Passagiere in der Luft (im Jahr 2019). Ich
gehe davon aus, dass Flugzeuge mehr als 3 Liter pro 100 km pro Passagier
verbrauchen (A380 – 8.000 kg/h), (A320 – 50 kg/min.), (737 – 2200–2500 l/h). Ca.
20.000 Flugzeuge sind gleichzeitig in der Luft, fast die Hälfte davon sind
Transportflugzeuge. Alle diese Flugzeuge können zwischen 3.109 Liter und 6.109
Liter Treibstoff pro Tag verbrauchen. Dies ergibt im Durchschnitt 4,5·10^9
Liter, was etwa 3·10^9 kg Flugbenzin entspricht.
Ein Kilogramm verbranntes Flugkerosin erzeugt etwa 0,842 × 3,67 kg ≈ 3
kg CO2 (Google) und 1,4 kg Wasser (H2O).
Dies ergibt eine globale Zahl von ca.
10^10 kg CO2 und 4·10^9 kg Wasser in 24 Stunden.
Der jährliche weltweite Ausstoß von Ruß aus dem Luftverkehr wird auf etwa
93.000 Tonnen geschätzt, was etwa 255.000 kg Ruß pro Tag entspricht. Ich
ignoriere die Oxide von Stickstoff und Blei sowie Aluminium mit Bor und
Silizium, die in sehr geringen Mengen in atmosphärischen Niederschlägen
vorkommen.
Zusätzlich zur Anreicherung dieser Stoffe in Flughöhen kommt es auch zur
Ausbreitung von Kohlendioxid und Wasserpartikeln, die aus der Schicht, ich gehe
von ca. 1-2 km, austreten und in den Luftwirbeln hinter den Flugzeugen und in
den Luftwirbeln entstehen und so genannte Jets, die in diesen Höhen
Geschwindigkeiten von 100-500 km/h erreichen und Abgase von Flugzeugen in Richtung
West -> Ost in beiden Erdhalbkugeln ausbreiten und verteilen, wie in der
folgenden Arbeit beschrieben:
https://www.chip.pl/2023/06/klimat-prady-striemowe-co-sie-dzieje
Abbildung 1 unten zeigt die ideale Verteilung dieser starken Winde in großen Höhen.
Abb. 1. So sollten Luftströmungen in einer Höhe von etwa 12 km auf dem Globus aussehen.
Die vollständige Zerstreuung und Verwehung sollte
voraussichtlich nach etwa 12 – 24 Stunden erfolgen, da der Temperatursturz in
den USA nach dem 11. September 2001 bereits am nächsten Tag nach der
Einstellung des Flugverkehrs über den USA erfolgte. Die
Erdoberfläche ist 5 x 10^14 m^2 groß und diese Größe ermöglicht es mir, die
Dichte von Kohlendioxid in der Luft in kg/m^2 zu berechnen. Es
liegt auf einer Höhe von 12 km: 10^10
kg / 5 • 10^14 = 2 •10^(-5) kg/m^2 Ein
Kubikmeter Luft hat in dieser Höhe eine Masse von etwa 0,052 kg, was den
Prozentsatz des Kohlendioxidgehalts angibt, wenn alles in einem Kubikmeter mit
etwa 0,04 % enthalten wäre. Die
Ausbreitung von Kohlendioxid in große Mengen führt in diesen Höhen zu einer
viel geringeren Konzentration, allerdings ist der Flugverkehr auf der
Nordhalbkugel viel größer als auf der Südhalbkugel und daher sollte davon
ausgegangen werden, dass die Konzentration auf der Nordhalbkugel viel höher ist. Die
Störung der Luftströmungen auf der Nordhalbkugel ist sehr groß, wie in Abb. 2
unten dargestellt:
Abb. 2. Auf der Nordhalbkugel wurden sie vermutlich
erheblich durch Flugzeugabgase gestört.
Neuerdings sind Luftströmungen in Höhen von 8-12 km, die
so genannten Jets. Sie sehen oft ähnlich aus wie in Abb. 1, und so sollten sie
auch aussehen, was darauf hindeutet, dass es die Begrenzung der Anzahl der Flüge
in den Jahren 2020–2022 den Jets ermöglichte, sich von den alten Zeiten zu
erholen.
Wasserdampf
reflektiert Wärmestrahlung und soll den Treibhauseffekt um 60 % verstärken.
In diesen Höhen tragen Kohlendioxid und Wasserdampf zusammen, die auf Russmikropartikeln
zu Eis kristallisiert sind, zur Erwärmung des Planeten erheblich bei, obwohl
Flugabgase nur 2-3 Gewichtsprozent des weltweit produzierten Kohlendioxids
enthalten. Die auf der ganzen Erde gesammelten Klimadaten aus der Zeit der
SARS-CoV-2-Viruspandemie in den Jahren 2020–2022 sollten meine These stärken, weil
in diesen Jahren die Zahl der Flüge weltweit deutlich zurückgegangen ist und
ein leichter Rückgang des Jahresdurchschnitts der Temperatur auf Erde zu
verzeichnen werden sollte.
Die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche
beträgt 14,9 °C (in den Jahren 2016, 2019 und 2020 war sie fast so hoch) und
liegt 1 °C über der Durchschnittstemperatur in den Jahren 1850–1900, also den
Jahren vor der industriellen Revolution. Dies ermöglicht es uns, die durchschnittliche
Temperatur in der Region in den Jahren 1850-1900 zu berechnen. Die Temperatur
auf der Erde betrug 13,9° C, diese Temperatur wird jedoch in der
wissenschaftlichen Literatur nicht explizit angegeben. In diesen Jahren von
1850 bis 1900 waren Temperaturmessungen auf der Nord- und Südhalbkugel möglich,
aber in der Äquatorzone ist es unwahrscheinlich, dass sie Tag für Tag
gewissenhaft und systematisch durchgeführt wurden. In den Meeren und Ozeanen
wurden sie durchgeführt (hier sind niedrigere Durchschnittstemperaturen vorprogrammiert,
weil das Wasser abkühlt), aber in Wüsten und unbesiedelten Gebieten wurden
keine Temperaturmessungen durchgeführt und sie könnten die
Durchschnittstemperatur in diesem Zeitraum deutlich übersteigen.
Temperaturmessungen
über den gesamten Globus waren nur im Weltraumzeitalter möglich und sollten
mindestens einen vollständigen Sonnenzyklus umfassen (ein vollständiger
Sonnenzyklus kann etwa 22 bis 24 Jahre dauern), z. B. von 1970 bis 1995, und
die Durchschnittstemperatur während dieses Zeitraums sollte explizit angegeben
werden.
Auf der Website der Universität Warschau stellte Herr Jan
eine Frage, die von Prof. Malinowski unten beantwortet wurde.
Frage
Jan fragt
Was passiert mit den Schadstoffen, die Flugzeuge in einer
Höhe von 8-12 km über der Erde hinterlassen, und wie verteilen sie sich in der
Atmosphäre? Partikel mit einem größeren spezifischen Gewicht als Luft Moleküle bewegen
sich in dieser Höhe entlang des Luftstroms in Richtung Erde. Wenn zum Beispiel
jeden Tag X-Flugzeuge den Punkt A auf der Erde überfliegen, was lässt sich also
über die Verteilung dieser auf die Erde fallenden Schadstoffe sagen? Gibt es
Modelle, die die statistische Verteilung von Schadstoffen im Verhältnis zur
Erde beschreiben, die Flugzeuge in Reiseflughöhe hinterlassen?
Antwort
Antwortet Prof. Szymon Malinowski
Flugkraftstoff besteht aus Kohlenwasserstoffen, bei deren
Verbrennung Kohlendioxid und Wasser (in Form von Dampf) entstehen. Aufgrund der
hohen Temperatur im Brennraum des Motors verbinden sich Stickstoff und
Sauerstoff in der Luft und die Abgase enthalten eine gewisse Menge an Stickoxiden.
Emissionen aus der Verbrennung von Flugtreibstoff erhöhen daher die
Luftfeuchtigkeit und die Konzentration von Kohlendioxid und Stickoxiden in
Reiseflughöhen. Das Wasser kondensiert teilweise zu Zirruswolken und fällt mit
der Zeit als Eiskristalle herab; Die restlichen Gase vermischen sich langsam in
der Atmosphäre. Je größer der Flugverkehr, desto größer sind die Veränderungen
in der Zusammensetzung der Atmosphäre in Reiseflughöhen und desto mehr
Zirruswolken. Diese Effekte sind so bedeutend, dass sie gemessen und beobachtet
werden können, und die Verbrennung einer Masseneinheit von Flugbenzin durch ein
Flugzeug auf der Reisehöhe führt zu stärkeren Veränderungen des
Treibhauseffekts, als wenn die gleiche Menge Treibstoff an der Erdoberfläche
verbrannt würde.