A levegőben szálló por repülőgépekre gyakorolt hatásának vizsgálata

A szél és az időjárási körülmények olyan homok- és porkeveréket keverhetnek fel, amely több ezer kilométerre is elszállítódhat. Egy tanulmány rávilágít arra, hogy a világ legforgalmasabb repülőtereinek közelében a porfelhők hogyan hathatnak a repülőgépekre a repülés különböző fázisaiban. A Readingi Egyetem által vezetett és a Natural Hazards and Earth System Sciences című szakfolyóiratban közzétett kutatásban a CAMS és az ECMWF négy tudósa vett részt és a CAMS adatait használja fel.

A sivatagi porviharok miatti repüléskésések nem szokatlanok, és a por még a normál üzemelés során is idővel károkat okozhat. Például a repülőgépek teste, szárnyai és szélvédője megkarcolódhat és megrepedhet, a fém alkatrészek pedig korrodálódhatnak. A vulkánkitörések is okozhatnak kihívásokat. 2010-ben például az izlandi Eyjafjallajökull kitöréssorozat széles körű fennakadásokat okozott a légi közlekedésben Európa-szerte.

A repülőgépek számára talán a legjelentősebb a por hatása a hajtóművekre. A kompresszorlapátok eróziója csökkenti a hatékonyságot, a motor forró részein pedig az ásványi anyagok megolvadhatnak, majd újra megszilárdulhatnak. A keletkező lerakódások elzárhatják a hűtőnyílásokat, eltömíthetik az üzemanyag-fúvókákat, károsíthatják a védőbevonatokat és korrodálhatják a fémfelületeket.

Az új kutatás a globális légkör összetételét vizsgáló CAMS reanalízis 17 éves adatait, valamint a NASA és a CNES közös CALIPSO műholdjának adatait használta fel, amely LiDAR és infravörös sugárzás segítségével gyűjt információkat a felhőkről és az aeroszolokról. A kutatócsoport tíz nemzetközi repülőtéren, sivatagi régiókban, illetve szezonális porviharok által érintett területeken vizsgálta a sugárhajtóművek által homok és por formájában beszívott részecskék mennyiségét. Megállapították, hogy a legnagyobb mennyiségű port a globális porövezetben vagy annak közelében (például a Szahara sivatagban, a Közel-Keleten, Észak-Indiában és Kína északkeleti részén) található repülőterek szállították be, amikor a száraz és forró körülmények nagy porviharok kialakulásához vezetnek. Bár a mennyiségek alacsonynak tűnnek - legfeljebb 6,6 g -, az érkezésenként és indulásonként 5 g por 1000 repülés alatt 10 kg-ot tesz ki.

A tanulmányban használt 10 repülőtér elhelyezkedése. 1= Phoenix, 2=Kanári-szigetek, 3=Marrakesh, 4=Niamey, 5=Dubai, 6=Delhi, 7=Peking, 8=Hongkong, 9=Bangkok, 10=Sydney, a CAMS 2005-2014 közötti éves átlagos porterhelésének eloszlását mutató felülnézeti ábrával, Zhao et al. (2022) alapján.

 

„A kutatás kulcsfontosságú része volt a por függőleges eloszlásának vizsgálata. Ebben az esetben a CAMS reanalízis adatai, amelyek a megfigyelések és a számítógépes modellek kombinációját használják a történelmi éghajlati viszonyok rekonstruálásához, létfontosságúak voltak. Az információk lehetővé tették a kutatók számára, hogy megértsék a különböző repülőterek átlagos pormennyiségét és a különböző évszakok hosszú távú átlagát” - magyarázta Laurence Rouil, a CAMS igazgatója.

A megállapítások szerint, amikor a várakozási sémák - amelyek általában egy ovális pályát jelentenek, amely a repülőgépet egy meghatározott területen belül tartja - egybeesnek a porfelhő csúcskoncentrációjával, jelentős mennyiségű por kerülhet a hajtóművekbe.

Összefoglalva, a tanulmány kimutatta, hogy a hajtóművek por okozta károsodását kétféle módon lehet mérsékelni. Először is, az érkezéseket és indulásokat át lehet helyezni az éjszakai órákra, amikor a hűvösebb körülmények miatt kevesebb por száll a levegőben, másodszor pedig a leszállás körüli várakozás magasságát meg lehet változtatni a porcsúcs elkerülése érdekében. Ezek a változtatások akár 44%-kal, illetve 41%-kal csökkenthetnék a porfelvételt.

Az éghajlatváltozásnak a porkibocsátásra gyakorolt hosszú távú hatásait nem ismerjük, de a felszíni levegő hőmérsékletének, a talajnedvességnek, a növényzet borítottságának és a felszíni szélnek a változása porosabbá teheti a körülményeket. Eközben az előrejelzések szerint a légi járatok száma 2024-ben új csúcsra, 40,1 millióra emelkedik. Bármit is hoz a jövő, a por hatásainak mérséklése létfontosságú, hogy a karbantartást hatékonyan lehessen tervezni, a repülések ütemezése hatékony legyen, és a költségek a lehető legkisebbek legyenek.