Effecten van vliegtuigemissies op de atmosfeer ; scenario studies met een mondiaal drie dimensionaal model

Het LuLu onderzoeks-programma is opgezet ten behoeve van de wetenschappelijke ondersteuning van de Parlementaire Nota LuLu. Hoofdvragen in deze studie waren:

• Hoe groot is de toename van de stikstofoxide (NO_x) concentraties ten gevolge van vliegtuigemissies op kruishoogte?
• Wat zijn daarvan de effecten op de concentraties van ozon (O₃) en verwante stoffen in de troposfeer? (3) Welke rol spelen processen in vliegcorridors?
• Wat zijn de effecten van de emissies van toekomstig vliegverkeer?
• Welke zijn de gevolgen van veranderingen veroorzaakt door vliegverkeer in relatie tot de NMP milieuthema's: het broeikaseffect, aantasting van de ozonlaag, zure depositie en ozontoename op leefniveau?

De veranderingen in de concentraties van stikstofoxiden (NO_x), salpeterzuur (HNO₃), ozon (O₃) en het hydroxyl radicaal (OH) veroorzaakt door vliegverkeer zijn berekend met behulp van het mondiale drie-dimensionale chemisch-transport model MOGUNTIA. De berekende relatieve toenames in de achtergrondconcentraties op kruisvluchthoogte (9-12 km) tussen 30-60 graden N, veroorzaakt door huidige vliegtuigemissies, is achtereenvolgens voor NO_x: 20-70%, HNO₃: 10-20%, O₃: 1-4,5% en OH: 5-15%. Deze resultaten zijn consistent met andere studies.

In de huidige modelstudies naar effecten van vliegtuigemissies wordt instantane grootschalige menging van de emissies verondersteld waarbij de kleinschalige processen in de uitlaatpluim en de vliegcorridors verwaarloosd worden. Deze processen zijn verdisconteerd in de emissievelden in de voorliggende studie met behulp van een eenvoudige parameterisatie van de zogenaamde sub-grid chemie, ontwikkeld met een vliegtuig-uitlaat-pluimmodel. Hierbij is uitgegaan van een gaussische pluimgroei. In de 'nieuwe' emissievelden zijn de NO_x emissies gedifferentieerd in NO_x (30%) en NO_y (70%) verbindingen (HNO₃, HO₂NO₂ and N₂O₅). De berekende relatieve bijdrage van vliegverkeer in de veranderingen in de concentraties van NOx, O3 en OH zijn dan ook kleiner (10-60%), daar in deze scenario's een deel van de NO_x emissies omgezet is in een niet O₃ producerende vorm.

De effecten van toekomstig vliegverkeer zijn berekend voor de jaren 2003 en 2015 met behulp van drie verschillende CPB scenario's: European Renaissance, Global Shift and Balanced Growth. Deze scenario's onderscheiden zich van elkaar in hun verschillende regionale economische groei. De berekende relatieve toename op kruisvluchthoogte ten opzichte van 1990 tussen 30-60 graden N zijn 50-370% voor NO_x en 1,5-11% voor O₃. De grootte van de effecten ten gevolge van vliegverkeer zal relatief toenemen ten opzichte van de overige antropogene bronnen.

De effecten van vliegverkeeremissies zijn gekwantificeerd in relatie tot de NMP milieuthema's: het broeikaseffect, aantasting van de ozonlaag, zure depositie en ozontoename op leefniveau. De onnauwkeurigheden zijn nog erg groot door de vele onzekerheden in de effecten van de verschillende geëmitteerde stoffen. Het huidige en toekomstige subsone vliegverkeer draagt voor ongeveer 1-3% bij aan de stralingsforcering sinds de industriële revolutie. De effecten van vliegverkeer op de andere NMP milieuthema's zijn klein. Wel groeit het vliegverkeer sneller dan elke andere vervoerssector. Haar relatieve belang neemt dan ook toe. De bijdrage van vliegverkeer aan het broeikaseffect lijkt van de bovengenoemde milieu-effecten de grootste.