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Global aviation contrail climate effects from 2019 to 2021

Teoh, Roger und Engberg, Zebediah und Schumann, Ulrich und Voigt, Christiane und Shapiro, Marc und Rohs, Susanne und Stettler, Marc E. J. (2024) Global aviation contrail climate effects from 2019 to 2021. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 24, Seiten 1-23. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-24-6071-2024. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.5194/acp-24-6071-2024

Kurzfassung

The global annual mean radiative forcing (RF) attributable to contrail cirrus is comparable to the RF from aviation’s cumulative CO2 emissions. Here, we simulate the global contrail climate forcing for 2019–2021 using reanalysis weather data and improved engine emission estimates along actual flight trajectories derived from Automatic Dependent Surveillance–Broadcast telemetry. Our 2019 global annual mean contrail net RF (62.1 mW m-2) is 44 % lower than current best estimates for 2018 (111 [33, 189] mW m-2). Regionally, the contrail net RF is largest over Europe (876 mW m-2) and the US (414 mW m-2), while the RF over East Asia (64 mW m-2) and China (62 mW m-2) are close to the global mean value because fewer flights in these regions form contrails as a result of lower cruise altitudes and limited ice supersaturated regions in the subtropics due to the Hadley Circulation. Globally, COVID-19 reduced the flight distance flown and contrail net RF in 2020 (-43 % and -56 % respectively vs. 2019) and 2021 (-31 % and -49 % respectively) with significant regional variation. Around 14 % of all flights form a contrail with a net warming effect, yet only 2 % of all flights account for 80 % of the annual contrail energy forcing. The spatiotemporal patterns of the most strongly warming and cooling contrail segments can be attributed to flight scheduling factors, aircraft–engine particle number emissions, tropopause height, background cloud and radiation fields, and albedo. Our contrail RF estimates are most sensitive to corrections applied to the global humidity fields, followed by assumptions on the aircraft-engine particle number emissions, and is least sensitive to radiative heating effects on the contrail plume and contrail-contrail overlapping. Accounting for the sensitivity analysis, we estimate a 2019 global contrail net RF of 62.1 [34.8, 74.8] mW m-2.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198090/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Global aviation contrail climate effects from 2019 to 2021
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Teoh, RogerImperial College London, London, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Engberg, ZebediahOrca Sciences, Kirkland, WA 98033, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schumann, UlrichDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-5255-6869NICHT SPEZIFIZIERT
Voigt, ChristianeDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-8925-7731NICHT SPEZIFIZIERT
Shapiro, MarcOrca Sciences, Kirkland, WA 98033, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rohs, SusanneForschungszentrum Jülich, Jülichhttps://orcid.org/0000-0001-5473-2934NICHT SPEZIFIZIERT
Stettler, Marc E. J.Imperial College London, London, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2024
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics (ACP)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:24
DOI:10.5194/acp-24-6071-2024
Seitenbereich:Seiten 1-23
Verlag:Copernicus Publications
Name der Reihe:Atmospheric Chemistry and Physics
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Global Aviation contrail, climate effects, contrail cirrus, CO2 emissions
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik
Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Keur, Natalie Desiree
Hinterlegt am:13 Okt 2023 10:59
Letzte Änderung:28 Mai 2024 08:02

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