Door warm weer zijn deze zomer tientallen commerciële vluchten geannuleerd op luchthavens in het zuidwesten. Deze vluchtverstorende hitte is een waarschuwingssignaal. Verwacht wordt dat klimaatverandering verstrekkende gevolgen zal hebben, waaronder de stijging van de zeespiegel die steden onder water zet en veranderende weerpatronen die op de lange termijn leiden tot dalingen van de landbouwopbrengsten. En er zijn aanwijzingen dat het de startprestaties van commerciële vliegtuigen begint te beïnvloeden, met mogelijke gevolgen voor de luchtvaartkosten.

Nationale en wereldwijde transportsystemen en de economische activiteit die ze ondersteunen, zijn geoptimaliseerd voor het klimaat waarin ze zich allemaal ontwikkelden:machines zijn ontworpen om in gemeenschappelijke temperatuurbereiken te werken, logistieke plannen zijn afhankelijk van historische weerpatronen en landontwikkeling aan de kust is gebaseerd op bekende overstromingsgebieden. In de luchtvaartsector, luchthavens en vliegtuigen zijn ontworpen voor de historisch ervaren weersomstandigheden. Omdat het klimaat verandert, zelfs fundamentele infrastructuurelementen zoals luchthavens en belangrijke economische sectoren zoals luchtvervoer moeten mogelijk opnieuw worden ontworpen en opnieuw worden ontworpen.

Terwijl wetenschappers zich concentreerden op de effecten van klimaatverandering en extreem weer op de menselijke samenleving en natuurlijke ecosystemen over de hele wereld, ons onderzoek heeft gekwantificeerd hoe extreme hitte in verband met ons opwarmende klimaat vluchten over de hele wereld kan beïnvloeden. We hebben geconstateerd dat grote luchthavens van New York tot Dubai en Bangkok de komende decennia vaker te maken zullen krijgen met beperkingen op het startgewicht als gevolg van steeds vaker voorkomende hoge temperaturen.

Klimaat verandert vluchten

Er is robuust bewijs dat extreme gebeurtenissen zoals hittegolven en kustoverstromingen zich vaker en intenser voordoen dan een paar decennia geleden. En als we er de komende decennia niet in slagen de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk te verminderen, de frequentie en intensiteit van deze extremen zal naar verwachting dramatisch toenemen.

De gevolgen voor de luchtvaart kunnen wijdverbreid zijn. Veel luchthavens zijn gebouwd in de buurt van zeeniveau, waardoor ze het risico lopen vaker te overstromen naarmate de oceanen stijgen. De frequentie en intensiteit van luchtturbulentie kan in sommige regio's toenemen als gevolg van sterkere wind op grote hoogte. Sterkere wind zou luchtvaartmaatschappijen en piloten dwingen om de vluchtlengtes en routes aan te passen, mogelijk toenemend brandstofverbruik.

De aan de hitte gerelateerde Phoenix-vluchtannuleringen in juli gebeurden tenminste gedeeltelijk omdat de operationele handleidingen van luchtvaartmaatschappijen geen informatie bevatten voor temperaturen boven de 118 graden Fahrenheit - omdat dat soort hitte historisch gezien ongebruikelijk is. Het is een ander voorbeeld van hoe procedures mogelijk moeten worden bijgewerkt om zich aan te passen aan een warmer klimaat.

Vliegen in de hitte

Hoge luchttemperaturen beïnvloeden de fysica van hoe vliegtuigen vliegen, wat betekent dat de startprestaties van vliegtuigen op warme dagen kunnen worden aangetast. De hoeveelheid lift die een vliegtuigvleugel genereert, wordt beïnvloed door de dichtheid van de lucht. De luchtdichtheid hangt op zijn beurt grotendeels af van de luchttemperatuur en hoogte; hogere temperaturen en grotere hoogten verminderen beide de dichtheid.

Hoe lager de luchtdichtheid, hoe sneller een vliegtuig moet reizen om voldoende lift te produceren om op te stijgen. Er is meer landingsbaan nodig om een ​​hogere snelheid te bereiken, en afhankelijk van hoe lang de landingsbaan van de luchthaven is, sommige vliegtuigen lopen het risico onvoldoende ruimte te hebben voordat ze voldoende snelheid hebben bereikt. Wanneer dit gebeurt, de enige directe optie is om het gewicht van het vliegtuig te verminderen om de vereiste startsnelheid te verlagen - door passagiers te verwijderen, bagage en vracht. Dit wordt een gewichtsbeperking genoemd.

Gewichtsbeperkingen gebeuren nu, vooral in warme plaatsen zoals Phoenix en Dubai en op luchthavens met korte landingsbanen zoals LaGuardia en Washington in New York, DC's Reagan National, maar ons onderzoek suggereert dat ze in de toekomst veel vaker zullen voorkomen.

De temperatuur op aarde stijgt al decennia gestaag, en dat zullen ze vrijwel zeker blijven doen. In sommige regio's, er zijn aanwijzingen dat de heetste temperaturen sneller kunnen stijgen dan het gemiddelde, het dek verder stapelen ten gunste van extreme hitte. Deze hogere temperaturen zullen de luchtdichtheid verminderen en het veel waarschijnlijker maken dat er gewichtsbeperkingen nodig zijn voor vluchten die tijdens de heetste delen van de dag vertrekken.

De frequentie en omvang van gewichtsbeperkingen zullen naar verwachting toenemen – op sommige locaties, het aantal dagen dat voor bepaalde vliegtuigen ten minste enige gewichtsbeperking vereist, kan verdubbelen of verdrievoudigen, misschien wel 50 of meer dagen per jaar.

De economie van aanpassing

Op de meest getroffen vluchten, de hoeveelheid vracht, passagiers en brandstof die moeten worden verwijderd om te kunnen opstijgen, zullen meestal klein zijn - tussen 0,5 procent en 4 procent van de totale lading. Dat betekent minder betalende klanten in vliegtuigen, en minder lading aan boord. Wanneer die beperkingen zich opstapelen in het wereldwijde luchtvervoerssysteem, de kosten kunnen aanzienlijk zijn.

Het vervoeren van slechts een fractie van een procent minder passagiers of minder vracht kan in de loop van de jaren leiden tot miljoenen dollars aan verloren inkomsten voor een luchtvaartmaatschappij. Dat maakt zelfs kleine gewichtsbeperkingen een punt van zorg in zo'n sterk concurrerende en geoptimaliseerde industrie. Deze limieten kunnen een onevenredig grote invloed hebben op langeafstandsvluchten, die grote brandstofladingen vereisen en vaak opstijgen in de buurt van hun maximale gewicht.

Er zijn manieren waarop luchtvaartmaatschappijen de toenemende gewichtsbeperkingen kunnen verminderen. Het meest haalbare is om sommige vluchten te verplaatsen naar koelere uren van de dag - hoewel het luchtverkeer toeneemt en veel luchthavens al bijna vol zijn, dit kan moeilijk blijken.

Een andere mogelijke oplossing is het bouwen van langere start- en landingsbanen. Maar dat is niet altijd mogelijk:sommige luchthavens, zoals LaGuardia in New York, bevinden zich aan kusten of in dichtbevolkte stedelijke omgevingen. Zelfs waar een langere landingsbaan technisch mogelijk is, het kopen van grond en het uitbreiden van de fysieke oppervlakte van een luchthaven kan duur en politiek moeilijk zijn.

Vliegtuigen kunnen worden geoptimaliseerd voor startprestaties, maar het opnieuw ontwerpen van vliegtuigen is extreem duur en kan tientallen jaren duren. Fabrikanten zijn altijd bezig vliegtuigen te bouwen die lichter en zuiniger zijn. In de toekomst, die efficiëntieverbeteringen zijn alleen al nodig om de huidige prestaties te behouden.

Bredere implicaties

Deze wijzigingen zijn slechts voorbeelden van de talloze procedures, processen en apparatuurvereisten die zullen moeten worden aangepast aan een veranderend klimaat. Zelfs als die aanpassingen succesvol zijn, ze zullen moeite en geld kosten om te bereiken.

Veel sectoren van de economie, inclusief de luchtvaartindustrie, de gevolgen van klimaatverandering nog niet serieus hebben overwogen. Hoe sneller, hoe beter:zowel de bouw van luchthavens als het ontwerp van vliegtuigen nemen tientallen jaren in beslag, en blijvende effecten hebben. De nieuwste vliegtuigen van vandaag vliegen misschien over 40 of 50 jaar, en hun vervangingen worden nu ontworpen. De eerdere klimaateffecten worden begrepen en gewaardeerd, hoe effectiever en goedkoper aanpassingen kunnen zijn. Die aanpassingen kunnen zelfs innovatieve manieren omvatten om klimaatveranderende emissies in de luchtvaartsector drastisch te verminderen, die zou helpen het probleem te verminderen en er tegelijkertijd op te reageren.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.