飛機尾跡氣候威脅恐被高估
Airplane contrails may not be the climate villain once feared
21 NOV 2025 2:20 PM ETBYPAUL VOOSEN
f t這似乎是一個簡單的氣候解決方案，幾乎好得令人難以置信。飛機排放的溫室氣體頑固地難以減少——電池無法驅動大型噴射客機。但在過去幾年裡，科學家和產業界抓住了一種方法，透過限制飛機留下的雲霧來減少其氣候影響。當噴射機尾跡轉變成長壽命的雲時，會困住大量本應逸散出地球的熱量——一些研究指出，其數量是引擎排放的二氧化碳（CO2）的三倍。理論上，調整飛行路線以避免形成這些雲霧，可以大幅削減航空對氣候的影響。
政策制定者接受了這個想法，與商業航空公司共同啟動了多項大規模現場試驗。但這些試驗和近期研究顯示，「這裡存在許多令人困擾的未解之處，」曼徹斯特都會大學的氣候科學家大衛·李說。
這些雲霧的氣候影響似乎並非直截了當。一項觀察性研究顯示，大多數長壽命尾跡並非在晴朗天空中形成，而是出現在現有雲層中，這可能限制甚至在某些情況下逆转其氣候影響。而一項建模研究則顯示，尾跡誘導的雲霧可能僅增加航空溫室氣體影響的三分之二，而非三倍。「它們顯示的[增溫效應]比我們想像的要小得多，」李說，他先前曾領導一項 widely cited 2021 study 該研究建議影響更大。「這就是現實。我們獲得了更精確的知識。」
噴射引擎燃燒產生二氧化碳、水蒸氣以及少量煤煙。尾跡形成時，水蒸氣在煤煙上凝結並凍結。大多數尾跡迅速蒸發，氣候影響微小。但當尾跡出現在大氣中高濕度層——水蒸氣過飽和，極易凝結——冰粒便成為生長的種子。尾跡持續存在並擴散成完整的尾跡卷雲。
數十年研究顯示，這些雲霧總體上應會導致增溫。這是一個簡單的效應：薄霧狀的冰層允許大部分太陽能量穿透，但像二氧化碳一樣，它們能有效吸收地球表面發出的紅外熱能。該效應在夜間最為顯著，此時尾跡雲霧不反射陽光，只困住熱量。「科學共識是它們會增溫，且這種增溫不可輕忽，」倫敦帝國理工學院的永續航空研究員塞巴斯蒂安·伊斯特姆說。
本世紀初的規模較小試驗，分別由德國航空航天中心（DLR）於2021年、以及谷歌與美國航空的團隊於2023年進行，顯示飛行員可以調整航線以避開易形成卷雲的潮濕層。但這些試驗也顯示，天氣模型並非總能預測尾跡應形成的位置，有些準確率僅五分之一，西方大學的行星科學家丹尼斯·維達說。問題在於觀測數據稀少，他說。「尾跡研究領域非常缺乏數據。」
維達運營一個名為全球流星網絡的公民科學項目，使用超過1000台低成本監控攝像頭觀測天空中的火球。去年，一位背景在航空領域的貢獻者注意到，這些攝像頭也非常適合監測尾跡。該流星網絡現已將攝像頭切換為24小時運行，這些觀測將成為ContrailBench數據集的基礎，該數據集由谷歌及其他機構開發，用於訓練人工智慧天氣模型預測尾跡。
與此同時，尾跡避開的現場試驗已擴大。去年，應德國政府要求，DLR與四家航空公司進行了100次飛行試驗。今年，負責監管德國西北部及比荷盧三國上空航管的馬斯特里赫特高空管制中心，正與谷歌進行一項 ongoing trial，測試該公司對通常晴朗但過飽和層的AI預測——尾跡可能在這些層中繁盛。
德國於利希研究中心的大氣科學家安德烈亞斯·佩佐爾德說，這種焦點是目光短淺的。佩佐爾德也是歐洲項目IAGOS的協調員，該項目已為10架商業飛機配備感測器。在本月發表於《自然通訊》的一篇論文中，佩佐爾德及其合著者利用IAGOS的7年數據追蹤尾跡卷雲的形成地點。結果顯示，超過80%的尾跡並非在晴朗天空形成，而是在已有雲層處。尾跡增厚這些雲層，使其更具反射性，減輕了其增溫效應，甚至可能使平衡轉向降溫。佩佐爾德說，任何尾跡避開方案都必須追蹤這種風險。「如果雲層厚實，可能不值得採取行動。」
四月，DLR研究人員發表在《氣候雜誌》的一項研究，使用氣候模型評估尾跡卷雲造成的地表增溫，而非單純測量它們阻擋或吸收的輻射量。該模型探討了反事實情境：一個情境是二氧化碳上升但尾跡未增加，反之亦然。出人意料的是，尾跡導致的增溫僅為二氧化碳的三分之二。
該模型還指出了可能原因：二氧化碳上升導致低空反射雲燃燒殆盡，進而增溫；而增加尾跡卷雲並未產生此效應，甚至似乎增加了整體反射雲量。「這與我們2021年的論文結論相反，」李說。李補充道，其他因素可能進一步降低尾跡增溫效應。例如，尾跡中的煤煙最終可能沉降，並在低層大氣中播種反射性雲霧，從而冷卻地表。
伊斯特姆認為，航空業可能很難很快得出明確教訓。上月在《大氣化學與物理》發表的論文中，他與合著者比較了兩種主導的尾跡形成模型，發現它們的差異表明目前無法識別哪些尾跡對氣候最不利。
不過，他補充道，即使某些尾跡對氣候的危害不如先前所想，它們仍然有害。航空公司應嘗試避免形成它們，前提是不會消耗過多燃料。但他說，他們應保持謹慎。「你希望採取一個無悔策略。」