El viaje aéreo global contribuye con alrededor del 3.5 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero detrás / impulsando el cambio climático antropogénico, según el Panel Internacional sobre Cambio Climático IPCC. Pero qué impacto tiene un planeta en calentamiento en los viajes aéreos y cómo podría eso, ena su vez, afecta la tasa de calentamiento en sí?
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole y la Universidad de Wisconsin Madison encontró una conexión entre el clima y los tiempos de vuelo de las aerolíneas, lo que sugiere que podría existir un circuito de retroalimentación entre las emisiones de carbono de los aviones y nuestro clima cambiante. El estudio fue publicado ende esta semana Cambio climático de la naturaleza .
"Los patrones de circulación del viento de nivel superior son el factor principal que influye en los tiempos de vuelo", dice el autor principal Kris Karnauskas, científico asociado en el Departamento de Geología y Geofísica de WHOI. "Los tiempos de vuelo más largos significan un mayor consumo de combustible por parte de los aviones.El CO2 a la atmósfera puede retroalimentar y amplificar los cambios emergentes en la circulación atmosférica ".
El estudio comenzó cuando la coautora Hannah Barkley, estudiante de doctorado en el Programa Conjunto MIT-WHOI en Oceanografía, le hizo a Karnauskas una pregunta engañosamente simple. Barkley había notado un vuelo directo que tomó desde Honolulu de regreso a la costa este, unruta que ha volado muchas veces como científica de campo: tomó mucho menos tiempo de lo esperado y le preguntó a Karnauskas por qué podría ser eso.
"Lo primero que me vino a la mente fue cómo se veían los vientos a nivel de vuelo ese día", dice Karnauskas.
Rápidamente consultaron una base de datos de los vientos en un sitio web de la NOAA, seleccionaron los aviones de altitud a los que volaban y registraron la fecha del vuelo de Barkley, y vieron que la corriente en chorro ese día era más rápida.
"Hubo una gran franja de vientos del oeste extra rápidos que se extendían desde Honolulu, Hawai, a Newark", dice Karnauskas. "Fue algo fortuito, como si fuera parte de algún tipo de club de millaje de oro donde la atmósfera simplementese abre para ti "
El hallazgo despertó su curiosidad sobre cuán inusual fue la experiencia de Barkley, y la simple pregunta llevó a estudiar cuatro décadas de datos sobre vuelos entre Honolulu y la costa oeste de América del Norte Los Ángeles, San Francisco y Seattle por cuatrodiferentes compañías aéreas.
A través de una base de datos mantenida por el Departamento de Transporte, pudieron descargar los datos de salida y llegada de cada aerolínea y las rutas recorridas, para cada vuelo que ha ocurrido en los últimos 20 años. Debido a que los vientos de nivel superior soplan desde el oestehacia el este, el tramo en dirección este de un vuelo de ida y vuelta es generalmente más rápido que el tramo en dirección oeste. Después de controlar la calidad de los datos, Karnauskas trazó las diferencias en los tiempos de vuelo para los vuelos en dirección este y oeste y notó que independientemente de la aerolínea, la diferencia para todoslos transportistas se veían igual, en los últimos 20 años.
"Lo que sea que haya causado que estos vuelos cambien su duración, fue exactamente lo mismo, y no fue parte del proceso de toma de decisiones de la aerolínea", dice Karnauskas. La hipótesis nació de que la variabilidad climática no solo del día a díade dos días determina los tiempos de vuelo
Comenzó a excavar en volúmenes masivos de datos atmosféricos para armar una instantánea "compuesta" de cómo se ve la atmósfera en los días en que la diferencia en los tiempos de vuelo es grande, en comparación con pequeña. Cuando superpuso las tramas de las diferencias de las aerolíneas en los tiempos de vueloCon gráficos de la variabilidad del viento a escalas de tiempo climáticas, Karnauskas dice que "estaba bastante impresionado". Las parcelas eran prácticamente idénticas.
Incluso después de suavizar las diferencias estacionales la corriente de chorro siempre es un poco más fuerte en invierno y más débil en verano, dejándolo con la variabilidad de un año a otro, el partido se mantuvo casi perfectamente. Explicó la velocidad del viento a nivel de vuelo91 por ciento de la variación de un año a otro. El resultado también apuntó hacia la influencia de El Niño - Oscilación del Sur ENOS - un fenómeno que Karnauskas ha estudiado ampliamente.
A medida que la temperatura del Océano Pacífico ecuatorial sube y baja, como un guijarro en un estanque, las olas atmosféricas se dirigen hacia las latitudes más altas de ambos hemisferios, donde cambian los patrones de circulación.
"Entré en este estudio, pensando que esto sería una basura extraña que no tiene ninguna relación con nada de lo que hago, pero realmente me llevó de regreso a El Niño, que es lo que hago".
Karnauskas descubrió que solo observando el estado del Océano Pacífico tropical, podía predecir cuál había sido el ΔT de las aerolíneas. Para este llamado pronóstico posterior, "estamos hablando de anomalías que ocurren en el ecuador que están afectandola atmósfera de una manera espacialmente amplia, que probablemente esté influyendo en los vuelos de todo el mundo ".
Su análisis también determinó que la diferencia en los tiempos de vuelo entre los vuelos hacia el este y hacia el oeste en cualquier ruta dada no se cancelaron entre sí; más bien hubo un residual. En otras palabras, cuando un vuelo hacia el este se hizo 10 minutos más corto, el correspondienteel vuelo hacia el oeste se hizo 11 minutos más largo.
Según Karnauskas, se requirió una "perforación obsesiva en los datos para encontrar ese residuo, y al pie de la letra parece muy poco importante". El tiempo de vuelo adicional neto para un par de vuelos en dirección este y oeste entre, por ejemplo, Honolulu yLA es solo un par de minutos por cada 10 mph de aceleración del viento predominante. Pero, dice, "el viento realmente fluctúa por aproximadamente 40 mph, así que multiplique esos dos minutos por cada vuelo por día, por cada aerolínea, por cada ruta, y ese residuo se acumula rápidamente. Estamos hablando de millones de dólares en cambios en los costos de combustible ".
Una vez que los investigadores probaron que la circulación atmosférica afecta la duración de los aviones en el aire, comenzaron a preguntarse sobre el impacto que tendría el cambio climático en la industria de las aerolíneas.
Según el estudio, hay aproximadamente 30,000 vuelos comerciales por día en los EE. UU. Si el tiempo total de vuelo de ida y vuelta cambiara en un minuto, los aviones comerciales estarían en el aire aproximadamente 300,000 horas más por año. Esto se traduce en aproximadamente 1mil millones de galones adicionales de combustible para aviones, que es aproximadamente $ 3 mil millones en costos de combustible, y 10 mil millones de kilogramos de CO2 emitidos, por año.
"Ya sabemos que a medida que agrega CO2 a la atmósfera y aumenta la temperatura media global, la circulación del viento también cambia, y de maneras menos obvias", dice Karnauskas.
En base a lo que habían aprendido sobre los tiempos de vuelo residual de las aerolíneas, los investigadores exploraron cómo los modelos climáticos predicen que la circulación atmosférica cambiará y hicieron algunas estimaciones de cuánto más CO2 emitirá la industria de las aerolíneas frente a esoscambios. Actualmente, los modelos climáticos globales no incorporan entradas de viajes aéreos, por lo que esta retroalimentación potencial falta en nuestros modelos de última generación.
Karnauskas cree que esta información podría ser útil para la industria de las aerolíneas para planificar de manera más eficiente los costos futuros de combustible, reasignar los recursos de combustible, refinar las duraciones de vuelo previstas para sus clientes y gestionar mejor todos los inconvenientes y la mano de obra relacionada con los retrasos en los vuelos.
Si bien este estudio se enfoca en un subconjunto muy pequeño del tráfico total de aerolíneas a nivel mundial, Karnauskas tiene planes de expandir este estudio para incluir todos los vuelos de EE. UU. Y Europa, una tarea enorme. Para trabajar con conjuntos de datos tan grandes, se le ha otorgado acceso a Karnauskasa Azure, un poderoso grupo de computadoras en red operadas por Microsoft, bajo una subvención especial de investigación ofrecida conjuntamente entre Microsoft Research y la Iniciativa de datos climáticos de la Casa Blanca.
Al reflexionar sobre los resultados de este proyecto y la simple pregunta que inicialmente hizo Barkley, Karnauskas dice que una de las mayores sorpresas es que la industria de las aerolíneas no parece estar al tanto de los patrones de tiempo de vuelo.
"La industria de las aerolíneas vigila de cerca los patrones climáticos del día a día, pero no parece preocuparse por los ciclos que ocurren durante un año o más", dice. "Nunca dicen: 'Estimado cliente, se está gestando El Niño, por lo que hemos alargado la duración estimada del vuelo en 30 minutos. "Nunca he visto eso".
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Materiales proporcionado por Institución Oceanográfica Woods Hole . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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