ردهای هواپیما، آن ردهای باریک و ابری که هواپیماها هنگام حرکت در آسمان به جا می‌گذارند، به آن بی‌ضرری که به نظر می‌رسند نیستند.
این ابرهای بلند و باریک که در پی هواپیماهای بلندپرواز شکل می‌گیرند، تأثیرات زیان‌باری بر محیط زیست دارند. شکل‌گیری آن‌ها شامل فرایندی لایه‌دار است که گازهای داغ خروجی را با هوای سرد در لایه‌های بالایی جو ترکیب می‌کند.
تحت شرایط خاص، این ردهای مه‌آلود از بخار آب متراکم به ابرهای سیروس ردی تبدیل می‌شوند. به‌جای آنکه به فضا پراکنده شوند، این ابرها گرما را به دام می‌اندازند و بیش از نیمی از تأثیرات آب و هوایی هواپیمایی را ایجاد می‌کنند.
تأثیرات آب و هوایی ردها
فانگچون یو، پژوهشگر ارشد از مرکز تحقیقات علوم جوی دانشگاه آلبانی، اخیراً مطالعه‌ای در مورد این پدیده نگران‌کننده را هدایت کرده است.
این پژوهش به‌طور دقیق به فرایند تشکیل ردها و نقش ذرات غیر فرّار (دوده) و ذرات فرّار پرداخته است.
این تحقیق راهکارهایی ممکن برای کاهش تأثیرات آب و هوایی ردها و اتخاذ روش‌های سازگار با محیط زیست در صنعت هواپیمایی را پیشنهاد می‌کند.
رمزگشایی از پدیده ردها
یو توضیح می‌دهد: «ذرات دوده که هنگام سوختن سوخت در موتورهای هواپیما تشکیل می‌شوند، معمولاً عامل اصلی تشکیل ذرات یخی ردها هستند.»
«با حرکت صنعت هواپیمایی به سوی سوخت‌های پایدار و فناوری‌های جدید موتور، انتشار دوده به‌شدت کاهش می‌یابد و تحلیل ذرات فرّار که در ابر دود موتور پس از انتشار شکل می‌گیرند، اهمیت پیدا می‌کند.»
این کاوش عمیق قصد دارد درک ما را از فرایند تولید ذرات یخی ردها در طول پرواز افزایش دهد و به ابعاد مختلف اندازه ذرات دوده و ذرات فرّار توجه کند.
نقش ذرات فرّار در تشکیل ردها
اطلاعات جمع‌آوری‌شده برای این پژوهش با همکاری کارشناسانی از مرکز تحقیقاتی لانگلی ناسا و مرکز هوافضای آلمان ممکن شد.
پژوهشگران با استفاده از داده‌های گردآوری‌شده از سفرهای میدانی اخیر ECLIF (تأثیر انتشار و اقلیم سوخت‌های جایگزین) شبیه‌سازی پرواز انجام دادند.
برخلاف یافته‌های قبلی که نشان می‌دادند ذرات فرّار تنها زمانی نقش دارند که انتشار دوده به‌شدت کاهش یافته باشد، این مطالعه جدید نتیجه‌ای متفاوت ارائه می‌دهد.
یو توضیح می‌دهد: «پژوهش ما نشان می‌دهد که ذرات فرّار می‌توانند در شرایط متوسط دوده و دمای متوسط هوا، به تعداد ذرات یخی در ردها اضافه کنند و دامنه شرایطی را که این ذرات تأثیرگذار هستند، گسترش دهند.»
«این موضوع برای ارزیابی تأثیرات آب و هوایی ردها، هم در پروازهای کنونی و هم برای پروازهای پایدارتر آینده، اهمیت دارد.»
شکل‌دادن به آینده هواپیمایی
این پژوهش به بررسی فیزیک ذرات و تعاملات آئروسل و ابر که بر تغییرات اقلیمی تأثیر می‌گذارد، می‌پردازد. یو بیش از دو دهه به مطالعه میکروفیزیک ذرات در جو (از جمله تشکیل ردها) و تأثیرات آن‌ها بر محیط زیست مشغول بوده است.
کارهای پیشین یو شامل توسعه مدلی پیچیده برای شبیه‌سازی تشکیل ذرات و ردها است و او مقالات علمی متعددی در این زمینه منتشر کرده است.
در حال حاضر، یو با تیمی در شرکت تحقیقاتی GE همکاری می‌کند تا درک بیشتری از تأثیر سوخت‌های پاک هواپیمایی و فناوری‌های جدید موتور بر تشکیل ردها به دست آورد.
در طول سال گذشته، تیم وی مجموعه‌ای از آزمایشات را در محفظه شبیه‌سازی ارتفاع در مرکز تحقیقات گلن ناسا در کلیولند انجام داده است.
مسیر کاهش ردها
در حالی که صنعت هواپیمایی به دنبال کاهش اثرات زیست‌محیطی خود است، سوخت‌های جایگزین مسیری امیدبخش برای کاهش تشکیل ردها و اثرات گرمایشی آن‌ها ارائه می‌کنند.
سوخت‌های پایدار هواپیمایی (SAFs) که از منابع تجدیدپذیر تولید می‌شوند، نه تنها ذرات دوده کمتری در حین احتراق تولید می‌کنند، بلکه می‌توانند ابرهای سیروس ردی که گرما را به دام می‌اندازند، کاهش دهند.
آزمایش‌های اخیر پرواز نشان داده است که جت‌هایی که با ترکیب‌های SAF کار می‌کنند، می‌توانند به طور چشمگیری انتشار دوده را کاهش دهند و اهمیت حرکت گسترده‌تر صنعت به این سمت را نشان دهند.
با این حال، برای اینکه SAFها تأثیر معناداری داشته باشند، استفاده گسترده از آن‌ها در کل صنعت هواپیمایی ضروری است.
اقدامات هواپیمایی و اهداف اقلیمی
تحقیقات مستمر نقش مهمی در هدایت این تحول خواهد داشت و اطمینان حاصل می‌کند که هر گام در جهت هماهنگی اقدامات هواپیمایی با اهداف جهانی اقلیمی برداشته می‌شود.
با نوآوری مستمر و تعهد، آینده‌ای با آسمان پاک‌تر و کاهش اثرات اقلیمی دیگر فقط یک آرزو نخواهد بود، بلکه برای نسل‌های آینده یک واقعیت قابل دسترس خواهد بود.
این مطالعه در مجله Environmental Science & Technology منتشر شده است.
