Các nhà khoa học cho biết các sân bay lớn trên thế giới sẽ gặp nhiều hạn chế chuyến bay thường xuyên hơn trong những thập kỷ tới vì nhiệt độ nóng ngày càng phổ biến.
Khi nào nó quá nóng để bay? Hình ảnh qua Dmitri Fedorov / Shutterstock.com.
Bởi Ethan Coffel, Đại học Columbia và Radley Horton, Đại học Columbia
Thời tiết nắng nóng đã buộc hàng chục chuyến bay thương mại phải bị hủy tại các sân bay ở Tây Nam vào mùa hè này. Sức nóng làm gián đoạn chuyến bay này là một dấu hiệu cảnh báo. Biến đổi khí hậu được dự báo sẽ có tác động sâu rộng - bao gồm cả mực nước biển dâng cao làm ngập lụt và thay đổi mô hình thời tiết gây ra sự sụt giảm dài hạn trong sản lượng nông nghiệp. Và có bằng chứng cho thấy nó đang bắt đầu ảnh hưởng đến hiệu suất cất cánh của máy bay thương mại, với những ảnh hưởng tiềm tàng đối với chi phí hàng không.
Hệ thống giao thông quốc gia và toàn cầu và hoạt động kinh tế mà họ hỗ trợ đã được tối ưu hóa cho khí hậu nơi tất cả phát triển: Máy móc được thiết kế để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ chung, kế hoạch hậu cần phụ thuộc vào mô hình thời tiết lịch sử và phát triển vùng đất ven biển dựa trên các vùng lũ đã biết . Trong lĩnh vực hàng không, sân bay và máy bay được thiết kế cho các điều kiện thời tiết có lịch sử. Bởi vì khí hậu đang thay đổi, ngay cả các yếu tố cơ sở hạ tầng cơ bản như sân bay và các ngành kinh tế quan trọng như vận tải hàng không có thể cần phải được thiết kế lại và tái cấu trúc.
Khi các nhà khoa học tập trung vào tác động của biến đổi khí hậu và thời tiết khắc nghiệt đối với xã hội loài người và hệ sinh thái tự nhiên trên khắp thế giới, nghiên cứu của chúng tôi đã định lượng được mức độ cực nóng liên quan đến khí hậu ấm lên của chúng ta có thể ảnh hưởng đến các chuyến bay trên khắp thế giới. Chúng tôi đã phát hiện ra rằng các sân bay lớn từ New York đến Dubai đến Bangkok sẽ bị hạn chế trọng lượng cất cánh thường xuyên hơn trong những thập kỷ tới do nhiệt độ nóng ngày càng phổ biến.
Biến đổi khí hậu
Có bằng chứng mạnh mẽ rằng các sự kiện cực đoan như sóng nhiệt và lũ lụt ven biển đang xảy ra với tần suất và cường độ lớn hơn so với chỉ vài thập kỷ trước. Và nếu chúng ta không giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính trong vài thập kỷ tới, tần suất và cường độ của các thái cực này được dự báo sẽ tăng đáng kể.
Những ảnh hưởng đối với hàng không có thể lan rộng. Nhiều sân bay được xây dựng gần mực nước biển, khiến chúng có nguy cơ lũ lụt thường xuyên hơn khi đại dương dâng cao. Tần suất và cường độ của nhiễu loạn không khí có thể tăng ở một số vùng do tăng cường gió trên cao. Gió mạnh hơn sẽ buộc các hãng hàng không và phi công phải điều chỉnh độ dài và hành trình bay, có khả năng tăng mức tiêu thụ nhiên liệu.
Việc hủy chuyến bay Phoenix liên quan đến nhiệt tháng 7 đã xảy ra ít nhất một phần vì các hướng dẫn vận hành của các hãng hàng không đã bao gồm thông tin về nhiệt độ trên 118 độ F - bởi vì loại nhiệt này không phổ biến trong lịch sử. Nó có một ví dụ khác về cách các thủ tục có thể cần được cập nhật để thích nghi với khí hậu ấm hơn.
Không khí nóng ít đậm đặc hơn không khí mát. Điều đó ảnh hưởng đến lượng thang máy mà một chiếc máy bay có thể tạo ra. Hình ảnh thông qua Cuộc hội thoại / Piktochart.
Bay trong cái nóng
Nhiệt độ không khí cao ảnh hưởng đến vật lý của cách máy bay bay, có nghĩa là hiệu suất cất cánh của máy bay có thể bị suy giảm trong những ngày nắng nóng. Lượng thang máy mà cánh máy bay tạo ra bị ảnh hưởng bởi mật độ không khí. Mật độ không khí lần lượt phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và độ cao không khí; nhiệt độ cao hơn và độ cao cao hơn đều làm giảm mật độ.
Mật độ không khí càng thấp, máy bay phải di chuyển càng nhanh để tạo ra lực nâng đủ để cất cánh. Phải mất nhiều đường băng hơn để đạt tốc độ cao hơn, và tùy thuộc vào thời gian đường băng sân bay này dài bao nhiêu, một số máy bay có thể có nguy cơ hết phòng trước khi đạt đủ tốc độ. Khi điều này xảy ra, lựa chọn duy nhất ngay lập tức là giảm trọng lượng máy bay để giảm tốc độ cất cánh cần thiết - bằng cách loại bỏ hành khách, hành lý và hàng hóa. Điều này được gọi là một hạn chế trọng lượng.
Hiện nay, hạn chế về cân nặng xảy ra, đặc biệt là ở những nơi nóng như Phoenix và Dubai và tại các sân bay có đường băng ngắn như New York, LaGuardia và Washington, D.C. Reagan National, nhưng nghiên cứu của chúng tôi cho thấy chúng có thể trở nên phổ biến hơn trong tương lai.
Nhiệt độ toàn cầu đã tăng đều đặn trong nhiều thập kỷ, và họ gần như chắc chắn sẽ tiếp tục làm như vậy. Ở một số khu vực, có bằng chứng cho thấy nhiệt độ nóng nhất có thể tăng với tốc độ nhanh hơn mức trung bình, tiếp tục xếp tầng trên boong ủng hộ nhiệt độ cực cao. Những nhiệt độ nóng hơn này sẽ làm giảm mật độ không khí và làm cho nhiều khả năng hạn chế trọng lượng là cần thiết cho các chuyến bay cất cánh trong những thời điểm nóng nhất trong ngày.
Tần suất và mức độ hạn chế trọng lượng được dự báo sẽ tăng - ở một số địa điểm, số ngày cần ít nhất một số lượng hạn chế trọng lượng đối với một số máy bay nhất định có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba, có thể bao gồm 50 ngày trở lên mỗi năm.
Kinh tế thích ứng
Trên hầu hết các chuyến bay bị ảnh hưởng, lượng hàng hóa, hành khách và nhiên liệu phải được loại bỏ để cho phép cất cánh thường sẽ nhỏ - từ 0,5% đến 4% tổng tải. Điều đó có nghĩa là ít khách hàng trả tiền trên máy bay và ít hàng hóa hơn trên máy bay. Khi những hạn chế đó cộng lại trên toàn hệ thống vận tải hàng không toàn cầu, chi phí có thể là đáng kể.
Việc vận chuyển chỉ một phần trăm ít hành khách hoặc ít hàng hóa hơn có thể tăng thêm hàng triệu đô la doanh thu cho một hãng hàng không trong nhiều năm hoạt động. Điều đó làm cho ngay cả những hạn chế trọng lượng nhỏ trở thành mối quan tâm trong một ngành công nghiệp cạnh tranh và tối ưu hóa cao như vậy. Những giới hạn này có thể ảnh hưởng không tương xứng đến các chuyến bay đường dài, đòi hỏi lượng nhiên liệu lớn và thường cất cánh gần trọng lượng tối đa của chúng.
Có nhiều cách mà các hãng hàng không có thể giảm thiểu hạn chế tăng trọng lượng. Điều khả thi nhất là sắp xếp lại một số chuyến bay vào những giờ mát mẻ trong ngày - mặc dù với lưu lượng hàng không ngày càng tăng và nhiều sân bay đã hoạt động gần công suất, điều này có thể gây khó khăn.
Một giải pháp tiềm năng khác là xây dựng đường băng dài hơn. Nhưng điều đó không phải lúc nào cũng có thể xảy ra: Một số sân bay, như New York, LaGuardia, nằm trên bờ biển hoặc trong môi trường đô thị dày đặc. Ngay cả khi đường băng dài hơn về mặt kỹ thuật, việc mua đất và mở rộng khu vực vật lý của sân bay có thể tốn kém và khó khăn về mặt chính trị.
Máy bay có thể được tối ưu hóa cho hiệu suất cất cánh, nhưng thiết kế lại máy bay cực kỳ tốn kém và có thể mất nhiều thập kỷ. Các nhà sản xuất luôn làm việc để chế tạo những chiếc máy bay nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn. Trong tương lai, những cải tiến hiệu quả đó sẽ là cần thiết chỉ để duy trì hiệu suất của ngày hôm nay.
Hàm ý rộng hơn
Những thay đổi này chỉ là ví dụ về vô số các quy trình, quy trình và yêu cầu thiết bị sẽ phải điều chỉnh theo điều kiện khí hậu thay đổi. Ngay cả khi những điều chỉnh đó thành công, họ sẽ nỗ lực và tiền bạc để đạt được.
Ethan Coffel, tiến sĩ Sinh viên Khoa học Trái đất & Môi trường, Đại học Columbia và Radley Horton, Phó nhà khoa học nghiên cứu, Trung tâm nghiên cứu hệ thống khí hậu, Đại học Columbia
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers. Đọc bài viết gốc.