5 faktaa lentämisen ilmastovaikutuksista – ja nyt ei puhuta pelkästään hiilestä

Finnairin ympäristötyöstä vastaava Tuomo Karppinen, mitä jokaisen olisi hyvä tietää jättövanoista ja muista niin sanotuista non-CO2-päästöistä?

1. Mitä ilmastoa lämmittäviä päästöjä lentämisessä syntyy?

Lentäminen vapauttaa ilmakehään hiilidioksidia, joka lämmittää ilmastoa. Hiilidioksidin vaikutukset ja toimintaperiaatteet tunnetaan hyvin, ja meillä on lentoyhtiönä selkeitä keinoja, joilla voimme vähentää hiilidioksidipäästöjämme. 

Ilmailun ilmastovaikutuksiin liittyy kuitenkin myös vähemmän tunnettu näkökohta: niin sanotut muut kuin hiilidioksidipäästöt (englanniksi non-CO2 emissions). Näillä päästöillä voi olla merkittävä ilmakehää lämmittävä vaikutus, ja niiden ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, kun pyrimme koko alana edistämään ympäristöystävällisempää ilmailua.

Muita kuin hiilidioksidipäästöjä ovat typen ja rikin oksidit (NOx, SOx), noki ja vesihöyry. Näistä erityisesti vesihöyry on vaikutuksiltaan merkittävin, ja se liittyy lentokoneiden jättövanoihin. Jättövanat, eli valkoiset raidat, joita näet lentokoneiden takana, ovat jääpilviä. Ne muodostuvat, kun lentokoneiden pakokaasujen vesihöyry tiivistyy kylmissä olosuhteissa. Yläilmakehän sääolosuhteista riippuen vanat voivat säilyä ja levitä muodostaen kuitumaisia yläpilviä, joita kutsutaan untuva- tai cirruspilviksi.

2. Mitä jättövanojen ilmastovaikutuksista tiedetään?

Jättövanat muodostuvat vain silloin, kun ilmakehässä on sopivat sääolosuhteet niiden muodostumiselle. Sääolosuhteet ovat kuin taivaalla ajelehtivia pannukakkuja -- ne ovat leveitä ja laajoja, mutta kohtuullisen matalia. Kun lentokone lentää tällaisen pannukakun läpi, moottoreista tuleva vesihöyry jäätyy ja muodostaa erimuotoisista jääkiteistä koostuvan pilven. Jääkiteiden tarkka muoto ja pysyvyys vanoissa voivat vaihdella, mikä vaikuttaa niiden heijastusominaisuuksiin ja siten ilmastovaikutukseen.

Vuorokaudenaika vaikuttaa jättövanojen ilmastovaikutuksiin. Päivän aikana vanat voivat jäähdyttää ilmakehää heijastamalla auringonvaloa takaisin avaruuteen. Yöaikaan ne taas toimivat toisinpäin heijastamalla maapallon lämpösäteilyä takaisin maahan, mikä edistää lämpenemistä. Yöllä jäähdytysvaikutus puuttuu, koska heijastavaa auringonvaloa ei ole. Siksi yölliset vanat edistävät ensisijaisesti lämpenemistä vangitsemalla lämpöä, joka muuten pääsisi avaruuteen. Tämä tekee öisistä vanoista erityisen huolestuttavia ilmaston kannalta.

Jättövanojen lämmittävä vaikutus vaihtelee vuorokauden ajan ja ilmakehän olosuhteiden mukaan, ja niiden vaikutusaika on lyhytaikainen. Yleensä vaikutus kestää muutamien tuntien ajan. Hiilidioksidi taas pysyy ilmakehässä satoja vuosia. Tämä vaikutusaikojen erilainen pituus tekee näiden kahden eri kasvihuonekaasun vertailusta haastavaa, mutta on selvää, että sekä hiilidioksidi että jättövanat vaikuttavat merkittävästi ilmailun ilmastojalanjälkeen.

3. Millä keinoilla lentoyhtiöt voivat pyrkiä pienentämään jättövanojen ilmastovaikutuksia?

Jotta jättövanojen ilmastovaikutuksia voidaan pienentää, niiden vaikutus pitää pystyä ensinnäkin todentamaan. Lisäksi meidän pitää pystyä ennustamaan jättövanojen mahdolliset muodostumisajankohdat. Todentaminen vaatii satelliittihavaintoja ja kehittyneitä mallinnustekniikoita, ja ennustaminen vaatii sääolosuhteiden ja niiden ennustamisen ja lentoreittien ajallista yhdistämistä. Nykyisissä malleissa on vielä epävarmuustekijöitä, minkä vuoksi tarkkojen arvioiden antaminen vaikutuksista ja niiden aiheuttajasta on vaikeaa.

Yleisesti ajatellaan, että saastuttaja vastaa aiheuttamastaan ympäristövaikutuksestaan. Siksi on tärkeää pystyä todentamaan, kuinka paljon kukin lentoyhtiö on toiminnallaan aiheuttanut esimerkiksi jättövanoja. Tätä varten on ensin pystyttävä varmentamaan, että sekä jättövana-analyysien tulokset että mitatut havainnot ovat luotettavia. Tämä tarkoittaa sitä, että ennustemalleja verrataan todellisiin havaintoihin ja malleja tarkennetaan näiden vertailujen perusteella. Tämä työ sisältää esimerkiksi satelliittitietojen, lentokoneiden keräämän tiedon, käytetyn polttoaineen tietojen ja maanpäällisten havaintojen käyttöä ja analysointia.

Epävarmuustekijöistä huolimatta on olemassa useita lupaavia mahdollisuuksia jättövanojen vaikutusten lieventämiseksi. Nokihiukkasten vähentäminen lentokoneiden päästöissä voi auttaa vähentämään jättövanojen muodostumista. Tämä voidaan saavuttaa kehittämällä moottoreita ja käyttämällä puhtaampia synteettisiä polttoaineita.

Lentoyhtiöt voivat muokata lentoreittejään välttääkseen alueita, noita pannukakkuja, joilla vanat todennäköisesti muodostuvat. Kehittyneiden sääennusteiden ja koneoppimisen avulla on mahdollista havaita ja välttää vanoja muodostavia alueita ennakoilta ja jopa reaaliajassa. Tämä lähestymistapa vaatii nykyisten lentoyhtiöillä olevien työkalujen kehittämistä ja laajaa yhteistyötä eri tiedontoimittajien välillä.

4. Miten muista kuin hiilidioksidipäästöistä raportoidaan?

Yritysten hiilidioksidipäästöt raportoidaan niin sanottuina hiilidioksidiekvivalentteina, jolloin mukaan on laskettu myös muita kasvihuonekaasuja kuin pelkkä hiilidioksidi. Esimerkiksi Finnairin tieteeseen perustuva ilmastotavoite kattaa hiilidioksidipäästöt sekä muut Kioton pöytäkirjan kasvihuonekaasupäästöt, joita ovat metaani, dityppioksidi, fluorihiilivedyt, perfluorihiilivedyt ja rikkiheksafluoridi.

Vielä toistaiseksi mukaan ei ole laskettu niin sanottuja muita kuin hiilidioksidipäästöjä, kuten jättövanoja, koska niihin liittyy vielä liikaa tieteellistä epävarmuutta. Jotta asiaan saataisiin muutos, lentoyhtiöiden on tämän vuoden alusta alkaen pitänyt EU:ssa kerätä ja raportoida asiaan liittyviä tietoja. Tietojen avulla pyritään siihen, että tulevaisuudessa voisimme paremmin laskea ja ennustaa muiden kuin hiilidioksidipäästöjen vaikutuksia ilmastoon.

Euroopassa on lisäksi ollut jo jonkin aikaa kehitteillä yhtenäistä eurooppalaista ilmatilaa koskevan aloite, jonka tavoitteena on uudistaa ja yhtenäistää eurooppalaista ilmaliikenteen hallintaa turvallisuuden, tehokkuuden ja ympäristönsuojelun tason parantamiseksi. Tällä Single European Sky -ohjelmalla voisi olla merkittävä rooli myös jättövanojen vähentämisessä optimoimalla ilmaliikenteen hallintaa ja lentoreittejä kaikkialla Euroopassa. Vähentämällä Euroopan ilmatilan pirstoutumista ja toteuttamalla tehokkaampia lentoreittejä ohjelma voisi auttaa minimoimaan olosuhteet, jotka johtavat jättövanojen muodostumiseen.

5. Mitä Finnair tekee edistääkseen asian selvittämistä?

Me Finnairilla olemme osaltamme aloittaneet jättövanojen muodostumiseen liittyvän opiskelun. Alkuun haluamme ymmärtää, millaisen lämmittävän vaikutuksen lentomme jättövanat ovat parin viime vuoden aikana aiheuttaneet. Sen jälkeen voimme analysoida, voimmeko mahdollisesti vaikuttaa nykyisillä käytössä olevilla työkaluilla niiden muodostumiseen vai tarvitsemmeko tueksi automatisoituja suunnittelu- ja lennonhallintaohjelmistoja. Tämä ymmärrys myös antaa meille myös mahdollisuuden auttaa nykyisiä ohjelmistotarjoajia kehittämään palveluitansa.

Vaikutuksia siis selvästi on, ja meidän pitääkin koko alana ymmärtää paremmin niiden toimintaa sekä saada markkinoille työkaluja, joilla esimerkiksi jättövanojen ilmastovaikutusta voidaan pienentää. Yhdistämällä teknologiset edistysaskeleet, poliittiset toimenpiteet ja operatiiviset toimintatavat voimme siirtyä kohti kestävämpää ilmailua. Se on matka, joka vaatii lentoyhtiöiden, päätöksentekijöiden, tutkijoiden ja matkustajien yhteisiä tekoja.