Анализ данных контроля загрязнения атмосферного воздуха

воздействие сульфатных и  сажевых аэрозолей, образуемых в  результате полетов воздушных судов, относительно небольшое по

сравнению с воздействием других видов авиационной эмиссии. Поскольку аэрозоли оказывают влияние  на формирование облаков,

накопление аэрозолей, образуемых в результате полетов воздушных  судов, может оказать влияние  на повышение в интенсивности  образования облаков и на изменение  их радиационных свойств.

10.1 Каково общее воздействие дозвуковых воздушных

судов на климат?

Климатические последствия  различных видов антропогенной  эмиссии можно сопоставить, используя  для этого концепцию радиационного  воздействия. Согласно наилучшей оценке радиационное воздействие в 1992 г.,обусловленное полетами воздушных судов, составило 0,05 Вт.м-2, или примерно 3,5 % полного радиационного воздействия, обусловленного всеми видами антропогенной деятельности.  Радиационное воздействие воздушных судов в 2050 г. будет составлять 0,19 Вт.м-2, или 5 % радиационного воздействия, предусмотренного среднесрочным расчетам (это значение в 3,8 раза превышает значение 1992 г.) Воздействие возрастет до 0,13—0,56 Вт.м-2 в 2050 г., что в 2,6—11 раз превышает значение 1992 г. Эти оценки воздействия учитывают последствия изменения концентрации двуокиси углерода, озона, метана, водяного пара, линейнообразных инверсионных следов и аэрозолей, но не учитывают возможных изменений, связанных с перистыми облаками. В отношении каждого компонента выполнена оценка степени научного понимания. В ее основе лежат имеющиеся фактические данные, позволившие сделать наилучшую оценку и вычислить степень ее

неопределенности, уровень  согласованности данных, опубликованных в научной литературе, и масштаб  проведенного анализа. Данные о полном радиационном воздействии  в течение  периода 1990—2050 гг. представлены на рисунке 3. В 1992 г. полное радиационное воздействие, обусловленное деятельностью авиации (без воздействия от дополнительных перистых облаков), находилось в диапазоне 0,01 — 0,1 Вт.м-2, причем наибольшая неопределенность связана с воздействием, оказываемым инверсионными следами и метаном. В этой связи полное радиационное воздействие может быть примерно в 2 раза больше или в 5 раз меньше, чем воздействие, определенное в рамках наилучшей оценки. При любом развитии область неопределенности, характеризующая радиационное воздействие, в

2050 г. будет несколько  выше, чем в 1992 г., однако в наибольшей  степени изменение прогнозируемого  радиационного воздействия. За  период с 1992 г. по 2050 г. общее радиационное воздействие, вызываемое полетами воздушных судов (за исключением изменений, связанных с перистыми облаками), в 2—4 раза превышает воздействие, оказываемое лишь авиационной эмиссией двуокиси углерода. Суммарное радиационное воздействие всех видов антропогенной деятельности в целом в 1,5 раза превышает воздействие, оказываемое только двуокисью углерода.

 

 

 

11.1Каково общее воздействие дозвуковых воздушных

судов на ультрафиолетовое излучение?

Озон, большая часть которого находится в стратосфере, обеспечивает защиту от солнечного ультрафиолетового (UV) излучения.

По оценкам, в 1992 г. мощность эритемальной дозы, характеризующей способность излучения UV вызывать солнечный ожог, под воздействием авиации в районе 45°с. ш. в июле уменьшилась примерно

на 0,5 %. Для сравнения: за период с 1970 г. по 1992 г. в районе 45°с.ш.в июле вычисленное увеличение мощности эритемальной зоны, обусловленное наблюдаемым разрушением озонового слоя, составило примерно 4 %. Как представляется, чистый эффект воздействия дозвуковых воздушных судов заключается в увеличении озонового столба и уменьшении излучения UV, что главным образом обусловлено авиационной эмиссией NOx. Значительно меньшие изменения излучения UV связаны с образуемыми в результате полетов воздушных судов инверсионными следами, аэрозолями и индуцированной облачностью. По расчетам, в южном полушарии влияние эмиссии воздушных судов на мощность эритемальной дозы примерно в 4 раза меньше ,чем в северном полушарии. Изменение мощности эритемальной дозы в районе 45°с. ш. в июле в 2050 г., по сравнению с моделируемой атмосферой без воздушных судов, составляет -1,3 % (от -0,7 до -2,6 % с областью неопределенности в 2/3). Для сравнения: в период с 1970 г. по 2050 г. в районе 45°с. ш. в июле вычисленное изменение мощности эритемальной зоны, обусловленное изменением концентрации следов различных видов, не связанных с полетами воздушных судов, составляет примерно -3 %; такое уменьшение является чистым результатом двух противоположных эффектов: 1) неполного восстановления стратосферного озона до уровня 1970 г. в связи с длительным присутствием в атмосфере галогеносодержащих соединений; и 2) увеличения прогнозируемой поверхностной эмиссии недолговечных загрязнителей, что приводит к образованию озона в тропосфере.

 

 

12.1Каковы текущие и будущие последствия полетов сверхзвуковой авиации на радиационное воздействие и ультрафиолетовое излучение?

В будущем не исключена  возможность создания нового парка  сверхзвуковых, высокоскоростных гражданских  воздушных судов (HSCT) второго поколения, хотя в отношении того, что такой  парк будет создан, имеется значительная неопределенность.

Предполагается, что крейсерские  эшелоны полета этих сверхзвуковых  воздушных судов будут проходить  на высоте около 19 км, что примерно на 8 км выше эшелонов полета дозвуковых воздушных судов, причем выбрасывать двуокись углерода, водяной пар, NOx и сажу они будут в стратосферу. NOx, водяной пар и SOx, выбрасываемые сверхзвуковыми воздушными судами, оказывают влияние на изменение концентрации стратосферного озона. По оценкам, радиационное воздействие гражданских сверхзвуковых воздушных судов примерно в 5 раз превышает воздействие, которое оказывают заменяемые ими дозвуковые воздушные суда. Расчетное радиационное воздействие сверхзвуковых воздушных судов зависит от той роли, которую играют пары воды и озон в рамках моделей.

Делается допущение о  том, что в 2015 г. будет эксплуатироваться  дополнительный парк гражданских сверхзвуковых  воздушных судов, который к 2040 г. возрастет до максимального количества в 1 000 воздушных судов. Для справки: на конец 1997 г. в состав парка гражданских дозвуковых воздушных судов входило примерно 12 000 воздушных судов. Предполагается, что воздушные суда будут выполнять крейсерские полеты со скорость 2,4М, а при использовании новых технологий уровень эмиссии, как предполагается, составит 5 к NO2 на кг топлива (ниже, чем уровень эмиссии современных гражданских сверхзвуковых воздушных судов, который составляет примерно 22 к NO2 на кг топлива).

Предполагается, что эти  сверхзвуковые воздушные суда заменят часть дозвукового парка. По сравнению с дозвуковыми воздушными судами сверхзвуковые самолеты потребляют в два раза больше топлива на пассижиро-километр. По прогнозам, к 2050 г. эксплуатация смешанного парка  приведет к дополнительному увеличению радиационного воздействия на 0,08 Вт.м-2 (42 %) — 0,19 Вт.м-2. Большая часть этого дополнительного воздействия обусловлена аккумуляцией водяных паров в стратосфере. Внедрение в эксплуатацию гражданского сверхзвукового парка воздушных судов в целях создания смешанного парка . Это значение основано на результатах спутниковых наблюдений и расчетах с использованием моделей.

По расчетам, максимальный эффект будет иметь место в  районе 45°с. ш., где в июле изменение  озонового столба в 2050 г., обусловленное  эксплуатацией смешанного парка  дозвуковых и сверхзвуковых воздушных  судов по сравнению с атмосферой без воздушных судов составит — 0,4 %. Само по себе влияние сверхзвукового компонента на озоновый столб составит -1,3 %, а влияние дозвукового компонента оценивается в +0,9 %.

Эксплуатация смешанного парка приведет к изменению мощности эритемальной дозы в районе 45°с. ш. в июле на +0,3 % по сравнению с атмосферой 2050 г. без воздушных судов. Область неопределенности в 2/3 применительно к смешанному парку составляет от -1,7 % до +3,3 %. Эти величины сопоставимы с прогнозируемым изменением в -1,3 %. Выполнение полетов на больших высотах в большей степени оказывает влияние на уменьшение озонового столба, а на меньших высотах — в меньшей степени или может даже привести к увеличению озонового столба, если полеты выполняются в самых нижних слоях стратосферы. Кроме того, выбросы сверхзвуковых воздушных судов в стратосфере северного полушария могут переноситься в южное полушарие, где они вызывают разрушение озона.

13.1Каковые возможности уменьшения объема эмиссии

и ее последствий?

Имеется ряд вариантов  уменьшения воздействия авиационной  эмиссии, включая совершенствование  конструкций воздушных судов  и двигателей, использование альтернативных видов топлива, совершенствование  эксплуатационных процедур, а также  принятие нормативных и экономических  мер. Эти варианты могут быть реализованы  либо отдельно, либо совместно государственным  и/или частным сектором. В сценариях  авиационной эмиссии, используемых для расчета климатических изменений, уже учтены значительные успехи. достигнутые в области создания планеров воздушных судов и двигателей и совершенствования организации воздушного движения. Другие меры эксплуатационного характера, позволяющие в принципе уменьшить объем эмиссии, и альтернативные виды топлива в рамках этих сценариев не рассматривались.

Дальнейшее совершенствование  техники позволит обеспечить дополнительную экономию топлива и уменьшение объема эмиссии. Предполагается, что на практике ряд этих усовершенствований будет сделан по коммерческим причинам. Сроки реализации и масштаб нормативных экономических и других вариантов могут оказать влияние на введение новшеств и затронуть спрос на воздушные перевозки.  При проведении оценки, связанной с закупкой новых воздушных судов или рассмотрением вопроса о потенциальных технических или эксплуатационных изменениях, наиболее важное значение для авиационной отрасли имеют обеспечение безопасности полетов, эксплуатационные параметры, экологические характеристики и расходы. Как правило, ожидаемый срок службы воздушного судна составляет 25—35 лет. Эти факторы необходимо учитывать при оценке темпов совершенствования техники и степени, в которой реализация вариантов политики, связанной с технологией, может способствовать уменьшению авиационной эмиссии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Каковые возможности уменьшения объема эмиссии и ее последствий?

Имеется ряд вариантов  уменьшения воздействия авиационной эмиссии, включая совершенствование конструкций воздушных судов и двигателей, использование альтернативных видов топлива, совершенствование эксплуатационных процедур, а также принятие нормативных и экономических мер. Эти варианты могут быть реализованы либо отдельно, либо совместно государственным и/или частным сектором. В сценариях авиационной эмиссии, используемых для расчета климатических изменений, уже учтены значительные успехи. Достигнутые в области создания планеров воздушных судов и двигателей и совершенствования организации воздушного движения. Дальнейшее совершенствование техники позволит обеспечить дополнительную экономию топлива и уменьшение объема эмиссии. Предполагается, что на практике ряд этих усовершенствований будет сделан по коммерческим причинам. Сроки реализации и масштаб нормативных экономических и других вариантов могут оказать влияние на введение новшеств и затронуть спрос на воздушные перевозки. Варианты корректирующих мер в отношении паров воды и облачности в полной мере не рассматривались. При проведении оценки, связанной с закупкой новых воздушных судов или рассмотрением вопроса о потенциальных технических или эксплуатационных изменениях, наиболее важное значение для авиационной отрасли имеют обеспечение безопасности полетов, эксплуатационные параметры, экологические характеристики и расходы. Как правило, ожидаемый срок службы воздушного судна составляет 25—35 лет. Эти факторы необходимо учитывать при оценке темпов совершенствования техники и степени, в которой реализация  вариантов политики, связанной с технологией, может способствовать  уменьшению авиационной эмиссии.

 

 

2.1Возможности, обусловленные совершенствованием конструкций воздушных судов и двигателей

Введение технологических  новшеств уже позволило в значительной степени уменьшить объем большинства видов эмиссии на пассажиро-километр. Однако имеется возможность дальнейшего улучшения положения дел в этой области. Любое технологическое изменение предусматривает выбор компромиссного соотношения между различными экологическими последствиями.

Высота столбиков гистограмм соответствует наилучшей оценке воздействия, а прямые линии, сопровождающие каждый столбик, характеризуют область неопределенности в 2/3, вычисленную на основе имеющихся в настоящее время наиболее полных знаний и методов. (Область неопределенности в 2/3 соответствует 67% вероятности того, что истинное значение будет находиться в этой области). Объем имеющейся информации о перистых облаках недостаточен для определения наилучшей оценки или области неопределенности; пунктирной линией показана область возможных наилучших оценок. Оценка полного воздействия не учитывает влияния изменений перистых облаков. Степень неопределенности в отношении полного радиационного воздействия (без дополнительных перистых облаков) равна квадратному корню из суммы квадратов верхних и нижних значений отдельных составляющих. Уровень научного понимания сверхзвуковых компонентов оценивается следующим образом: двуокись углерода — «хороший», озон — «плохой» и водяной пар — «плохой».

2.2 Авиация и глобальная атмосфера

 Из расчета на пассажиро-километр топливная эффективность производимых в настоящее время воздушных судов примерно на 70 % выше, чем воздушных судов, производившихся 40 лет назад. В основном это достижение обусловлено совершенствованием двигателей, а остальная часть — совершенствованием конструкций планеров воздушных судов. По прогнозам, к 2015 г. топливная эффективность повысится на 20 %, а к 2050 г.— на 40—50 % по отношению к воздушным судам, производимым в настоящее время. В рамках разработанных для настоящего доклада сценариев применительно к 2050 г. при проведении оценки объемов потребления топлива и эмиссии уже учтено это повышение топливной  эффективности.

Повышение коэффициента полезного  действия двигателей приводит к уменьшению удельного расхода топлива и уменьшению объема большинства видов эмиссии; однако при этом может увеличиться площадь инверсионных следов, а без совершенствования конструкций камер сгорания может также увеличиться объем эмиссии NOx. Проектирование будущих двигателей и планеров воздушных судов предусматривает задействование сложного процесса принятия решений и взаимный учет различных факторов (например, эмиссия двуокиси углерода, эмиссия NOx на уровне земли, эмиссия NOx на высоте, эмиссия водяного пара, инверсионные следы/ перистые облака и шум).