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Substantial aircraft contrail formation at low soot emission levels

Voigt, Christiane und Sauer, Daniel und Märkl, Raphael Satoru und Dischl, Rebecca Katharina und Kaufmann, Stefan und Bräuer, Tiziana und Jurkat, Tina und Renard, Charles und Seeliger, Katharina und Le Chenadec, Gauthier und Moreau, Julien und Yu, Fangqun und Bonne, Nicolas und Roche, Amandine und Zelina, Joseph und Dörnbrack, Andreas und Eirenschmalz, Lisa und Heckl, Christopher und Horst, Elisabeth und Lichtenstern, Michael und Marsing, Andreas und Roiger, Anke-Elisabeth und Scheibe, Monika und Stock, Paul und Giez, Andreas und Eckel, Georg und Neumann, Gregor und Vals, Margaux und Requena-Esteban, Emiliano und Le Clercq, Patrick (2025) Substantial aircraft contrail formation at low soot emission levels. Nature. Nature Publishing Group. doi: 10.21203/rs.3.rs-6559440/v1. ISSN 0028-0836.

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Offizielle URL: https://www.researchsquare.com/article/rs-6559440/v1

Kurzfassung

Contrail cirrus are a major contributor to the climate forcing from aviation. Yet, the number of contrail ice crystals forming behind aircraft with modern lean-burn engines is unknown. Theory spans a five orders of magnitude range in ice crystal numbers – rendering related climate effects unpredictable. Here, we present first in-flight observations of contrails formed behind an aircraft with lean-burn engine technology. We find a massive reduction in soot particle number emissions, three orders of magnitude lower than soot emissions from conventional rich-quench-lean engines. In contrast, volatile particle number emissions - as well as contrail ice crystal numbers - exceed 10^15 particles per kilogram of burned fuel. We provide first experimental evidence and theoretical explanations for contrail ice activation on volatile aerosol in the absence of soot. Our results demonstrate the impact of lean-burn engine configurations, fuel composition, and ambient conditions on contrail ice crystal numbers. The integration of our data in models will enable to reliably predict the fleet-wide contrail climate effect. Our findings point to the need to minimize volatile particle emissions and affect industrial decisions on engine and fleet design for competitive and clean future aviation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216608/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Substantial aircraft contrail formation at low soot emission levels
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Voigt, ChristianeDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-8925-7731NICHT SPEZIFIZIERT
Sauer, DanielDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-0317-5063NICHT SPEZIFIZIERT
Märkl, Raphael SatoruDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-0451-2084NICHT SPEZIFIZIERT
Dischl, Rebecca KatharinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaufmann, StefanDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bräuer, TizianaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jurkat, TinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Renard, CharlesAirbus Operations SAS, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seeliger, KatharinaAirbusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Le Chenadec, GauthierAirbusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moreau, JulienAirbusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yu, FangqunSUNY at Albany, NY, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonne, NicolasONERANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roche, AmandineSafranNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zelina, JosephGE AerospaceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dörnbrack, AndreasDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eirenschmalz, LisaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heckl, ChristopherDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Horst, ElisabethDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lichtenstern, MichaelDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marsing, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-5006-2133NICHT SPEZIFIZIERT
Roiger, Anke-ElisabethDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scheibe, MonikaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stock, PaulDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giez, AndreasDLR, FFOhttps://orcid.org/0000-0002-8595-8343NICHT SPEZIFIZIERT
Eckel, GeorgDLR, VThttps://orcid.org/0000-0002-6922-8279NICHT SPEZIFIZIERT
Neumann, GregorDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vals, MargauxONERANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Requena-Esteban, EmilianoAirbusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Le Clercq, PatrickDLR, VTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:Nature
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.21203/rs.3.rs-6559440/v1
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:0028-0836
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:contrail cirrus, aviation, climate, contrail ice crystals, aircraft with lean-burn engine technology
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HGF - Programm:Raumfahrt
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Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe
Institut für Physik der Atmosphäre > Angewandte Meteorologie
Flugexperimente > Mess- und Sensortechnik OP
Institut für Verbrennungstechnik > Mehrphasenströmung und Alternative Treibstoffe
Hinterlegt von: Keur, Natalie Desiree
Hinterlegt am:18 Sep 2025 11:01
Letzte Änderung:19 Sep 2025 09:19

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