Sää 15.11.2017

Ilmastonmuutos vaikuttaa myös lentoliikenteeseen

Säällä ja ilmastolla on ilmailun kannalta merkittävä rooli, sillä noin 70–80 % lentoliikenteen myöhästymisistä on sään aiheuttamia. Ilmastonmuutoksen vaikutuksia lentoliikenteeseen on tutkittu esimerkiksi suihkuvirtausten muutosten kautta. Suihkuvirtausten sijainnin ja voimakkuuden muutokset voivat vaikuttaa lentoaikoihin ja lentoreittien kustannustehokkuuteen.

Suihkuvirtaukset vaikuttavat lentoaikoihin

Suihkuvirtaukset vaikuttavat oleellisesti pitkiin mannertenvälisiin lentoihin, sillä suihkuvirtauksia voidaan hyödyntää lentämällä myötätuuleen, jolloin polttoaineenkulutus pienenee ja matkustusaika lyhenee. Ilmaston lämmetessä troposfäärin yläosassa puhaltavien suihkuvirtausten ennakoidaan voimistuvan ja siirtyvän kohti napoja. Tämä johtuu siitä, että toisin kuin maanpinnan lähellä, ylätroposfäärissä lämpenemisen ennustetaan olevan voimakkainta tropiikissa mikä johtaa lämpötilaeron kasvuun tropiikin ja napa-alueiden välillä. Suihkuvirtausten vaikutusta lentoaikoihin havainnollistaa se, että esimerkiksi lento Helsingistä New Yorkiin kestää keskimäärin 8 h 19 min, mutta paluu New Yorkista Helsinkiin vain 7 h 23 min. ”Lännestä puhaltavien suihkuvirtausten voimistuminen luonnollisesti lyhentää lentoaikoja Atlantin yli itään päin lennettäessä ja vastaavasti pidentää niitä lennettäessä länteen”, tiivistää Ilmatieteen laitoksen tutkija Ilari Lehtonen.

Lännestä puhaltavien suihkuvirtausten voimistuminen luonnollisesti lyhentää lentoaikoja Atlantin yli itään päin lennettäessä ja vastaavasti pidentää niitä lennettäessä länteen.

Vastatuuli kuitenkin hidastaa lentokoneiden matkantekoa enemmän kuin mitä myötätuuli sitä jouduttaa. Lentoaika kahden paikan välillä saadaan laskettua jakamalla paikkojen välinen etäisyys lentokoneen nopeudella. Esimerkiksi Helsingin ja New Yorkin välinen etäisyys on noin 6630 km. Mikäli matka taitettaisiin nopeudella 850 km/h, tulisi lentoajaksi 7 h 48 min. Jos vastatuulen takia matkaa tehtäisiinkin 50 km/h hitaammalla nopeudella, lentoaika pitenisi 29 minuutilla, mutta vastaava keskinopeuden kasvu johtaisi puolestaan vain 26 minuutin lyhennykseen lentoajassa. Ennustettujen suihkuvirtausten muutosten vaikutuksia lentoaikoihin Atlantin yllä on tutkittu Lontoon ja New Yorkin välisellä reitillä. Tuloksena oli, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistuessa keskimääräisen lentoajan Lontoosta New Yorkiin odotetaan pitenevän minuutilla enemmän kuin mitä lentoaika toiseen suuntaan lyhenee. Vaikka muutokset lentoajoissa kuulostavat vähäisiltä, vaikutukset ovat silti kohtuullisia. ”Tällä hetkellä Atlantin ylittää noin 300 edestakaista lentoa päivässä. Lentojen määrän pysyessä ennallaan, johtaisi minuutin pidennys edestakaisessa matka-ajassa noin 27 miljoonan litran lisäykseen vuotuisessa polttoaineen kulutuksessa. Tästä seuraisi noin 70 miljoonan kilogramman lisäys lentoliikenteen vuosittaisiin hiilidioksidipäästöihin”, Ilari Lehtonen toteaa.

Turbulenssi lisääntyy Atlantin ylittävillä lentoreiteillä

Ilmastonmuutoksen vaikutusta kirkkaan ilman turbulenssin esiintymiseen on tutkittu tähän mennessä lähinnä Atlantin yllä. Tulosten mukaan voimakkaimman turbulenssin alue on Atlantin yllä keskittynyt etelä-pohjoissuunnassa noin 1000 kilometrin levyiselle vyöhykkeelle suunnilleen 40. leveyspiirin ympärille. Suurin osa Atlantin ylittävästä lentoliikenteestä käyttä

ä tätä pohjoisempaa rataa. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kaksinkertaistuessa turbulenssille alttein alue näyttäisi levittäytyvän kohti pohjoista, mikä on yhdenmukaista suihkuvirtausten pohjoiseen siirtymisen kanssa. Suihkuvirtausten siirtyminen pohjoisemmaksi ja tropopaussin korkeuden nousu aiheuttavat sen, että kohtalaista tai sitä voimakkaampaa turbulenssia esiintyy aiempaa useammin myös vilkkaimmilla Atlantin ylittävillä lentoreiteillä mannertenvälisten lentojen lentokorkeudessa, toteaa siviili-ilmailun yhteyspäällikkö Anu Lång. Turbulenssin lisääntyminen pidentää matka-aikoja, mikäli lentokoneet pyrkivät välttämään turbulenssialueita.

Kuumuus tuo rajoituksia lentokoneiden lentoonlähtöpainoon

Ilman tiheys pienenee lämpötilan noustessa. Ilman lämpeneminen näin ollen pienentää lentokoneen kokemaa nostetta. Riittävän kuumalla säällä lentokoneiden lentoonlähtöpainoa voidaan joutua rajoittamaan esimerkiksi jättämällä osa matkustajista ulos lennolta. Ääritapauksissa lentoja voidaan joutua perumaan kokonaan, kuten kävi muun muassa Arizonassa Yhdysvalloissa kesällä 2017. Lämpötilaraja, jonka jälkeen lentokoneen lentoonlähtöpainoa joudutaan rajoittamaan, riippuu lentokoneen tyypistä, kiitotien pituudesta ja lentokentän korkeudesta suhteessa merenpintaan. Korkealla sijaitsevat lentokentät ja kentät, joilla on lyhyt kiitorata, ovat altteimpia ilman lämpötilasta johtuville painorajoituksille. Ilmaston lämmetessä nämä painorajoituksia aiheuttavat lämpötilarajat ylittyvät aiempaa useammin.

Yhdysvaltalaistutkijat Ethan Cohhel ja Radley Horton tutkivat ilmastonmuutoksen vaikutusta painorajoituksia aiheuttavien lämpötilarajojen ylittymisiin Boeing 737-800 -konetyypillä neljällä Yhdysvaltain lentokentällä. Heidän tulostensa mukaan painorajoituspäivät lisääntyvät vuosisadan loppuun mennessä 50–200 %:lla 1900-luvun lopun tilanteeseen verrattuna. Osalla lentokentistä kiitoteitä voidaan pidentää ja lentoyhtiöt voivat myös yrittää aikatauluttaa lentoja iltapäivän kuumimpien tuntien ulkopuolelle niillä kentillä ja konetyypeillä, joilla painorajoituksia aiheuttavat lämpötilarajat ovat alhaiset. Keskeistä on myös ottaa huomioon korkeiden lämpötilojen aiheuttamat painorajoitukset tulevien lentokonetyyppien suunnitellussa.

Tulvat uhkaavat alavilla alueilla sijaitsevia kenttiä

Merenpinnan nousu ja lisääntyvät rannikkotulvat voivat uhata alavilla paikoilla sijaitsevia rannikkoseutujen kenttiä. Euroopan alueella 34 lentokenttää on tunnistettu alttiiksi meriveden pinnan nousulle. Merenpinnan nousu voi lisätä huomattavasti tulvien riskiä, vaikka lentokenttä ei suoranaisesti jäisikään merenpinnan alle. On arvioitu, että esimerkiksi New Yorkia koettelisi nykyään kerran vuosisadassa toistuva tulva keskimäärin joka kolmas vuosi mikäli merenpinta nousisi maailmanlaajuisesti metrin.

Myrskyt ja rajuilmat lentoliikenteen riesana

Yksittäiset myrskyt ja muut sään ääri-ilmiöt voivat aiheuttaa lentoyhtiöille taloudellisia tappioita lentojen myöhästymisten tai peruutusten kautta. Tällaiset merkittävästi kaupallista lentoliikennettä haittaavat ääri-ilmiöt ovat kuitenkin suhteellisen harvinaisia. ”Meriveden lämpenemisen on arvioitu mm. voimistavan trooppisia hirmumyrskyjä, joskaan myrskyjä ei sinänsä välttämättä esiinny aiempaa useammin. Myös Suomen rannikoilla myrskyt saattavat mahdollisesti hieman voimistua. Mitään systemaattista muutosta ilmastomallit eivät ennusta tuulten voimakkuudessa tapahtuvan Suomen lähialueilla”, muistuttaa Ilari Lehtonen.

Pienempiä myöhästymisiä kapasiteettinsa ylärajoilla toimivilla lentokentillä aiheuttavat ruuhka-aikoina kuitenkin hyvin tavallisetkin sääilmiöt, kuten kuuropilvet tai sumut, joiden takia lentokentän kapasiteettia voidaan joutua rajoittamaan. Ilmastonmuutoksen seurauksena talvien odotetaan meillä muuttuvan entistäkin pimeämmiksi ja kosteammiksi, mikä voi heikentää ennen kaikkea pienilmailun, kuten pelastushelikopterien toimintaedellytyksiä.

Teksti:
Kuvat:

Ilkka Kallio, Eija Vallinheimo, Janne Ylläsjärvi