Impacto de los aviones híbrido-eléctricos en la cobertura de estelas de condensación
Autores: Yin, Feijia; Grewe, Volker; Gierens, Klaus
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Impacto de los aviones híbrido-eléctricos en la cobertura de estelas de condensación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aviación
Calentamiento global
Aeronaves híbrido-eléctricas
Emisiones de gases de efecto invernadero
Estelas
Impacto climático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
La aviación es responsable de aproximadamente el 5% del calentamiento global y se espera que aumente sustancialmente en el futuro. Dada la continua expansión del tráfico aéreo, la mitigación del impacto climático de la aviación se vuelve desafiante pero imperativa. Entre las diversas opciones de mitigación, las aeronaves híbrido-eléctricas (HEA) han atraído una atención intensa debido a su considerable potencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (por ejemplo, CO). Sin embargo, los efectos no relacionados con el CO (especialmente las estelas de condensación) de las HEA sobre el cambio climático son más difíciles de evaluar. Como primer paso para comprender el impacto climático de las HEA, esta investigación investiga los efectos sobre la formación de estelas de condensación persistentes al volar con HEA. La simulación se realiza utilizando un Modelo del Sistema Terrestre (EMAC) acoplado con un submodelo (CONTRAIL), donde el criterio de formación de estelas de condensación, el criterio de Schmidt-Appleman (SAC), se adapta para estimar globalmente los cambios en la cobertura potencial de estelas de condensación (PCC). Comparamos las HEA con aeronaves convencionales (de referencia) con las mismas características, excepto por el sistema de propulsión. El análisis mostró que el umbral de temperatura para la formación de estelas de condensación para las HEA es más bajo; por lo tanto, las aeronaves de referencia convencionales pueden formar estelas de condensación a altitudes de vuelo más bajas, mientras que las HEA no lo hacen. Para una altitud de vuelo dada, con una pequeña fracción de potencia eléctrica en uso (menos del 30%), la cobertura potencial de estelas de condensación permaneció casi sin cambios. A medida que aumentó la fracción de potencia eléctrica, la reducción en la formación de estelas de condensación se observó principalmente en las latitudes medias (30 grados N y 40 grados S) o en regiones tropicales y fue muy localizada, con un valor máximo de aproximadamente el 40% a nivel local. El análisis de los efectos estacionales mostró que en épocas que no son de verano, la reducción en la formación de estelas de condensación utilizando potencia eléctrica fue más pronunciada a altitudes de vuelo más bajas, mientras que en verano los cambios en la PCC fueron casi constantes con respecto a la altitud.
Descripción
La aviación es responsable de aproximadamente el 5% del calentamiento global y se espera que aumente sustancialmente en el futuro. Dada la continua expansión del tráfico aéreo, la mitigación del impacto climático de la aviación se vuelve desafiante pero imperativa. Entre las diversas opciones de mitigación, las aeronaves híbrido-eléctricas (HEA) han atraído una atención intensa debido a su considerable potencial para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (por ejemplo, CO). Sin embargo, los efectos no relacionados con el CO (especialmente las estelas de condensación) de las HEA sobre el cambio climático son más difíciles de evaluar. Como primer paso para comprender el impacto climático de las HEA, esta investigación investiga los efectos sobre la formación de estelas de condensación persistentes al volar con HEA. La simulación se realiza utilizando un Modelo del Sistema Terrestre (EMAC) acoplado con un submodelo (CONTRAIL), donde el criterio de formación de estelas de condensación, el criterio de Schmidt-Appleman (SAC), se adapta para estimar globalmente los cambios en la cobertura potencial de estelas de condensación (PCC). Comparamos las HEA con aeronaves convencionales (de referencia) con las mismas características, excepto por el sistema de propulsión. El análisis mostró que el umbral de temperatura para la formación de estelas de condensación para las HEA es más bajo; por lo tanto, las aeronaves de referencia convencionales pueden formar estelas de condensación a altitudes de vuelo más bajas, mientras que las HEA no lo hacen. Para una altitud de vuelo dada, con una pequeña fracción de potencia eléctrica en uso (menos del 30%), la cobertura potencial de estelas de condensación permaneció casi sin cambios. A medida que aumentó la fracción de potencia eléctrica, la reducción en la formación de estelas de condensación se observó principalmente en las latitudes medias (30 grados N y 40 grados S) o en regiones tropicales y fue muy localizada, con un valor máximo de aproximadamente el 40% a nivel local. El análisis de los efectos estacionales mostró que en épocas que no son de verano, la reducción en la formación de estelas de condensación utilizando potencia eléctrica fue más pronunciada a altitudes de vuelo más bajas, mientras que en verano los cambios en la PCC fueron casi constantes con respecto a la altitud.