Maakt het uit of CO₂ wordt uitgestoten op 10 000 meter hoogte (door vliegtuigen) of ter hoogte van het aardoppervlak?

Moleculen CO₂ zijn na het vrijkomen heel lang aanwezig in onze atmosfeer (100 jaar). Tijdens die periode verplaatst de CO₂ uitstoot van een vliegtuig of van een bron aan de grond zich over de hele aarde. Al na een jaar of drie bevinden deze CO₂ moleculen zich dus overal en heeft de hoogte of locatie waar de uitstoot plaatsvond geen enkele invloed meer op de sterkte van het broeikaseffect.

Op grote hoogte

Maar voor andere stoffen dan CO₂ is deze uitstoot door vliegtuigen op 10km wel extra belastend. Daarbij gaat het voornamelijk om waterdamp en om stikstofoxiden (NO_x). De eerste zorgt voor de karakteristieke vliegtuigstrepen, die onder specifieke weersomstandigheden overal te zien zijn. NOx wordt gevormd tijdens verbranding bij hoge temperaturen zoals in de vliegtuigmotoren. De uitstoot van NO_x zorgt voor vorming van ozon dat een broeikasgas is. Juist op grotere hoogte kan deze uitstoot het klimaat sterk beïnvloeden, en vormen ze meer dan de helft van de totale klimaatimpact van de luchtvaartsector.

Afbeeldingen door Eberhard Grossgasteiger via Pexels

Vliegtuigstrepen

Vooral de vliegtuigstrepen zijn een grote factor omdat ze bestaan uit waterdamp dat op deze hoogte niet veel aanwezig is. Onder de juiste omstandigheden kan de uitstoot van waterdamp makkelijk tot zogeheten “cirrus” bewolking leidt. Deze dunne bewolking laat zonlicht makkelijk door naar het aardoppervlak, maar absorbeert de langgolvige straling die terugkomt van de aarde: een broeikaseffect net als voor CO₂ dus. En dat is extra sterk op deze hoogte omdat concurrentie van andere waterdamp in de omgeving veel minder is dan nabij het oppervlak. Dit, en omdat de omgeving op 10km hoogte zo koud is, maakt hun zogeheten “stralingsforcering” zelfs groter dan die van de uitgestoten CO₂ door een vliegtuig.

Nieuwe inzichten

De impact van NO_x is ook groot, en omdat het betrokken is bij heel veel chemische reacties valt de invloed uiteen in een heleboel verschillende termen. De vorming van ozon door de uitstoot van NO_x geeft een belangrijke bijdrage aan het broeikaseffect. Ze zijn recent allemaal in kaart gebracht in een speciaal rapport van de Verenigde Naties en beschreven in een een uitgebreid wetenschappelijk artikel. Een verrassing in de uitkomsten was dat de impact van waterdamp en NO_x zo groot was, ondanks dat de effecten van deze moleculen maar kort duren: vliegtuigstrepen verdwijnen vaak al binnen een paar uur en NO_x reageert snel met andere moleculen.

De CO₂ emissies van vliegtuigen stonden al op de radar van overheden en de industrie als weliswaar nog bescheiden in grootte (~2% van wereldwijde CO₂ emissies), maar wel een snel groeiende sector. Nu blijkt dat hun impact ook via niet-CO₂ aanzienlijk is, neemt de druk toe om de impact te verkleinen middels bindende afspraken en ambitieuzere doelen (zie ook schipholwatch ). Eén onderdeel kan zijn om slimmere vluchtroutes te kiezen die juist plekken vermijden waar de klimaatschade door vliegtuigstrepen en NO_x groot is. Dit kan volgens onderzoek tot 10% vermindering zorgen van de klimaatimpact van de luchtvaart.

Figuur 1: Illustratie uit het recente onderzoek van Lee et al (2021) naar de verschillende manieren waarop vliegtuig emissies het klimaat beïnvloeden. De niet-CO₂ uitstoot heeft meer effect dan de CO₂ zelf, met de opwarming door hoge bewolking (cirrus) als grootste boosdoener.