Secondo un nuovo studio, fare in modo che i velivoli producano meno scie potrebbe essere anche relativamente conveniente.
Una serie di studi ha concluso che l’apporto di piccole modifiche alle rotte di una piccola frazione di voli aerei potrebbe ridurre significativamente il riscaldamento globale. Ora, un nuovo studio ha scoperto che questi cambiamenti potrebbero essere anche piuttosto economici da realizzare.
La preoccupazione comune per il clima quando si parla di compagnie aeree è che gli aerei producono molte emissioni di anidride carbonica quando bruciano carburante. Ma i jet rilasciano anche calore, vapore acqueo e particolato che possono produrre sottili nuvole nel cielo, note come “scie”, in zone particolarmente fredde, umide e ghiacciate dell’atmosfera.
Quando numerosi voli attraversano queste aree, queste scie di condensazione possono formare cirri che assorbono le radiazioni che fuoriescono dalla superficie, agendo come coperte che fluttuano sopra la Terra.
Questo fenomeno di formazione dei cirri potrebbe rappresentare circa il 35% del contributo totale dell’aviazione al cambiamento climatico, ovvero circa l’1% – 2% del riscaldamento globale complessivo, secondo alcune stime.
Una piccola frazione dei voli complessivi, tra il 2% e il 10%, crea circa l’80% delle scie. La speranza crescente è quindi che la semplice deviazione di questi voli possa ridurre significativamente l’effetto, rappresentando un modo potenzialmente efficace, economico e veloce per ridurre il riscaldamento.
La scorsa estate, Breakthrough Energy, Google Research e American Airlines hanno annunciato alcuni risultati promettenti di una collaborazione di ricerca, come riportato per la prima volta dal New York Times. I ricercatori hanno utilizzato immagini satellitari, dati meteorologici, modelli software e strumenti di previsione dell’intelligenza artificiale per guidare i piloti sopra o sotto le aree in cui i loro aerei potrebbero produrre scie. L’American Airlines ha utilizzato questi strumenti in 70 voli di prova nell’arco di sei mesi e i dati satellitari successivi hanno indicato che hanno ridotto la lunghezza totale delle scie del 54% rispetto ai voli non deviati.
Naturalmente l’attuazione di una simile strategia comporterebbe dei costi. In genere è necessario più carburante per evitare queste aree, il che significa anche che i voli produrrebbero più emissioni di gas a effetto serra (tra poco approfondiremo meglio questo aspetto).
Più carburante significa anche maggiori spese e le compagnie aeree non sono propense a implementare volontariamente tali misure se non sono relativamente convenienti.
Un nuovo studio pubblicato su Environmental Research: Infrastructure and Sustainability ha esplorato questo problema accoppiando strumenti commerciali per l’ottimizzazione delle traiettorie di volo con modelli che hanno simulato quasi 85.000 voli American Airlines, sia nazionali che internazionali, in varie condizioni meteorologiche la scorsa estate e questo inverno.
In queste simulazioni, i ricercatori hanno scoperto che riducendo l’effetto riscaldante delle scie del 73%, i costi del carburante aumentavano solo dello 0,11% e i costi complessivi dello 0,08%, se calcolati in media su quelle decine di migliaia di voli. (Nelle simulazioni è stato necessario modificare solo il 14% dei voli per evitare la formazione di scie riscaldanti).
“Ovviamente c’è un compromesso tra l’aggiunta di carburante e la riduzione delle scie dannose; questo è reale ed è una delle maggiori sfide per questa soluzione climatica”, afferma Marc Shapiro, coautore del documento e direttore del team sulle scie di Breakthrough Energy, un’organizzazione fondata da Bill Gates per stimolare l’innovazione nell’energia pulita e affrontare il cambiamento climatico. “Ma quello che dimostriamo in questo lavoro è che l’aumento del consumo di carburante è molto minore di quanto ci aspettassimo”.
Le compagnie aeree potrebbero anche utilizzare questo strumento di traiettoria commerciale per prendere decisioni che bilancino i loro obiettivi finanziari e climatici. Ad esempio, potrebbero autorizzare alcuni voli che formano le scie nei casi in cui i costi di adeguamento delle rotte fossero particolarmente elevati.
Anche altri gruppi di ricerca e compagnie aeree stanno valutando questo concetto attraverso progetti, tra cui una collaborazione tra Delta e il Dipartimento di Aeronautica e Astronautica del MIT (MIT Technology Review è di proprietà del MIT ma è indipendente dal punto di vista editoriale).
Esistono altri approcci per ridurre la formazione delle scie, tra cui il passaggio a diversi tipi di carburanti o lo sviluppo di velivoli elettrici o a idrogeno più efficienti.
Ma gli studi condotti finora suggeriscono che la deviazione dei voli potrebbe essere uno dei modi più semplici per ridurre in modo sostanziale il riscaldamento legato alle scie.
“Finora sembra molto promettente come metodo più economico e veloce per ridurre l’impatto climatico dell’aviazione”, afferma Steven Barrett, capo del dipartimento del MIT.
Trovare un modo per compiere progressi a breve termine nel settore dell’aviazione è tanto più importante in quanto è probabile che ci voglia ancora molto tempo per sviluppare e implementare metodi scalabili e accessibili per affrontare le emissioni derivanti dall’uso di combustibili pesanti, aggiunge.
Ma ci vorranno altri studi, modelli ed esperimenti nel mondo reale per dimostrare che la “prevenzione delle scie”, come è noto l’approccio, funziona in modo efficace come si spera.
In primo luogo, secondo Barrett, i ricercatori devono ancora testare, perfezionare e progettare sistemi in grado di prevedere in modo affidabile, con un tempo sufficiente per deviare gli aerei, quando e dove si formeranno le scie, il tutto in condizioni meteorologiche variabili.
Ci sono anche alcune complicazioni spinose che devono ancora essere risolte, come il fatto che i cirri possono anche ridurre il riscaldamento riflettendo la radiazione solare a onde corte.
La perdita di questo effetto di raffreddamento dovrebbe essere conteggiata in qualsiasi calcolo del beneficio netto o, forse, evitata. Per esempio, secondo Shapiro la strategia iniziale potrebbe essere quella di dirottare i voli solo nelle prime ore della sera e della notte, eliminando così la complicazione della luce solare.
Inoltre, qualsiasi diminuzione del riscaldamento derivante dall’evitare le scie deve più che compensare il riscaldamento aggiunto dall’aumento dell’inquinamento da gas serra. La questione diventa più spinosa quando si valuta se ci interessa di più il riscaldamento a breve o a lungo termine: la mancata produzione di scie offre un beneficio immediato, ma l’anidride carbonica aggiunta può impiegare decenni per esercitare il suo pieno effetto riscaldante e può persistere per centinaia o migliaia di anni.
Il nuovo studio, almeno, ha rilevato che anche quando si tiene conto dei gas serra aggiuntivi, la riduzione delle scie riduce il riscaldamento netto sia su un orizzonte temporale di 20 anni che di 100 anni, anche se in misura minore in quest’ultimo scenario. Ma anche questo aspetto dovrà essere valutato ulteriormente attraverso ulteriori studi.
Un’altra questione aperta è se i vincoli dello spazio aereo e le strozzature del traffico possano limitare la capacità delle compagnie aeree di dirottare regolarmente i voli necessari.
Come passo successivo, Breakthrough Energy spera di collaborare con le compagnie aeree per esplorare alcune di queste domande, aumentando i voli e le osservazioni nel mondo reale.
Ma anche se gli studi successivi continueranno a indicare che si tratta di un modo rapido e conveniente per ridurre il riscaldamento, non è ancora chiaro se le compagnie aeree lo faranno se le autorità di regolamentazione non le obbligheranno a farlo. Sebbene i costi del carburante per far funzionare questo sistema possano essere minuscoli in termini percentuali, potrebbero accumularsi rapidamente su tutta la flotta e nel corso del tempo.
Tuttavia, gli autori dello studio affermano di aver dimostrato che la prevenzione delle scie potrebbe fornire “enormi benefici immediati per il clima a un prezzo inferiore rispetto alla maggior parte degli altri interventi climatici”. A loro avviso, questo approccio “dovrebbe diventare uno degli obiettivi principali dell’aviazione nei prossimi anni”.
