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Contrail formation on ambient aerosol particles for aircraft with hydrogen combustion: a box model trajectory study

Bier, Andreas und Unterstrasser, Simon und Zink, Josef und Hillenbrand, Dennis und Jurkat-Witschas, Tina und Lottermoser, Annemarie (2024) Contrail formation on ambient aerosol particles for aircraft with hydrogen combustion: a box model trajectory study. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP), 24 (4), Seiten 2319-2344. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-24-2319-2024. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://acp.copernicus.org/articles/24/2319/2024/

Kurzfassung

Future air traffic using (green) hydrogen (H2) promises zero carbon emissions, but the effects of contrails from this new technology have hardly been investigated. We study contrail formation behind aircraft with H2 combustion by means of the particle-based Lagrangian Cloud Module (LCM) box model. Assuming the absence of soot and ultrafine volatile particle formation, contrail ice crystals form solely on atmospheric background particles mixed into the plume. While a recent study extended the original LCM with regard to the contrail formation on soot particles, we further advance the LCM to cover the contrail formation on ambient particles. For each simulation, we perform an ensemble of box model runs using the dilution along 1000 different plume trajectories. The formation threshold temperature of H2 contrails is around 10 K higher than for conventional contrails (which form behind aircraft with kerosene combustion). Then, contrail formation becomes primarily limited by the homogeneous freezing temperature of the water droplets such that contrails can form at temperatures down to around 234 K.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202971/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Contrail formation on ambient aerosol particles for aircraft with hydrogen combustion: a box model trajectory study
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bier, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8016-3330NICHT SPEZIFIZIERT
Unterstrasser, SimonDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-3772-3678NICHT SPEZIFIZIERT
Zink, JosefDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hillenbrand, DennisDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jurkat-Witschas, TinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lottermoser, AnnemarieDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Februar 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-24-2319-2024
Seitenbereich:Seiten 2319-2344
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Kondensstreifen, Eiskristallbildung, Wasserstoff, Flugzeugantrieb, Wasserstoff-Verbrennung, Mikrophysik, Abgasfahne
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AI - Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Angewandte Meteorologie
Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik
Hinterlegt von: Unterstraßer, Dr. Simon
Hinterlegt am:26 Feb 2024 14:29
Letzte Änderung:26 Feb 2024 14:29

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