比尔·盖茨开始抓飞机云了，他说这样可以拯救地球

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在1852年，一个南非的数学家提出了一个看似简单实则引起无尽争议的问题。针对这个问题，有不少证明在发表后被推翻了，最终一个挑战数学基本原则的方案却解决了它。
很多人应该都见过，有时当飞机飞过天空，会留下细细的飞机云，一些飞机只有一条，而有些则能留下好几条。
飞机云也被叫做凝结尾迹，形成于特定的高度和环境下。其中常见的一种是飞机发动机排出的废气形成的，当燃料燃烧后，飞机发动机会排出燃烧的产物，主要是水和二氧化碳，还有一些没有完全燃烧的副产品，比如含氧有机物、多环芳烃，烟灰颗粒等。

这种好看的尾迹靠的是液体拉烟剂。｜Giphy
当飞机飞上高空后，排出的水蒸气就会在凝结核的作用下，在寒冷的高空中（气温可达零下30°C左右）凝结成微小的液滴，甚至成为冰晶，数量一多，就形成了长长的飞机云。
有时候，我们可以看到另一种“飞机云”，飞机在云层中飞过时，由于尾气温度较高，蒸发了云中的液态水滴，导致云层中出现了没有云的一条空隙。

这是另外一种“飞机云”。｜wiki
虽然有时候，这种飞机云在天空形成了一道独特的风景线，然而，这种看起来微不足道的凝结尾迹却加剧了气候变化，而如今，人们逐渐开始关注它了，其中代表性的人物，就是比尔·盖茨。
2015年比尔·盖茨牵头，以及其他来自10个国家的投资人（包括马云、马克·扎克伯格和其他一些亿万富翁）投资了一家名为Breakthrough Energy的公司，它由多个组织构成，旨在通过可持续能源和技术创新，来减少温室气体的排放。
Breakthrough Energy曾推出过一系列环保项目，比如名为Blue Frontier的新型空调，通过盐溶液作为液体干燥剂，代替传统空调中对环境有害的制冷剂氢氟烃。还有将甲醇转化为电能的燃料电池，名为Wildfire的AI无人机……

Blue Frontier的新型空调原型机
而在今年8月份，Breakthrough Energy则联合谷歌、美国航空公司推出了一个新的项目：抓住飞机云！
虽然飞机云看起来微不足道，可能会迅速蒸发，但有时，这种云就会发展成漫天的卷云，这种卷云就像一张大伞，能阻挡住白天的阳光，却也挡住了晚上地面向上辐射的热量，让晚上越来越热，导致更明显的昼夜温差变化。
科学家总结道，飞机云能增加辐射强迫。辐射强迫，是一种因为外部环境变化（比如二氧化碳浓度、太阳辐射）引起的，在对流层上方导致的热辐射的变化。总结来说，如果辐射强迫增加，地球则会变暖。科学家认为，飞机云可以捕获地球表面向上辐射的热量，增加辐射强迫，导致气候变化。

发展出的卷云会像一张毯子，挡住热量的散失。｜Wiki
而2019年的一项研究表明，在越来越频繁的航空旅行中，飞机也飞到了更容易产生飞机云的高空。大气气候模型的预测结果发现，从2006年到2050年，飞机云的辐射强迫能增加3倍，在某种计算方法下，这会使得全球变暖的效应将增加2倍。
参与此项研究的科学家认为，由于空中交通量的大幅增加，它将成为航空业对气候的最大影响。
在对飞机云越来越了解后，科学家认为，是时候想办法减少飞机云的产生了。

想办法减少飞机云，也是一种减缓气候变暖的方式。｜pixabay
2017年NASA和国际研究团队发现，如果把飞机的燃料替换为生物燃料混合物，能减少尾气中70%的烟灰，也就减少了尾气凝结形成的云。
而另一个想法，则更加简单粗暴：让飞机改变航线，在更不容易产生飞机云的地方飞行。
这便是Breakthrough Energy的Contrails团队正在努力的事情。Google 和 Breakthrough的团队利用天气和卫星数据，开发了一个模型，预测出了天空中最有可能形成飞机云的地区。而美国航空则根据这个模型，微调了它们的70个白天航班航线，让飞机飞得更低。

低空飞行让飞机云变少了。｜pixabay
结果发现，在微调航线后，卫星图像上的飞机云总数减少了54%。现在，研究人员还想要在夜间航班中也进行一些微调航线的测试，看看会不会产生更好的结果。
如果真的有效，那“抓住飞机云”的预测软件就可以直接做成APP提供给航空公司了。

然而，调整航线还面临了另外一个问题，就是燃料消耗增加了。据估计，如果想避开飞机云，每个航班将平均多消耗2%的燃料，因此，虽然这个方法有效，但科学家还要想办法减少化石燃料的消耗（比如用上面提到的生物燃料混合物等）。毕竟二氧化碳和氮氧化物的排放也会加剧全球变暖。
尽管还需要改进，“抓住飞机云”依然是个好方法，毕竟它简单、高效、相对便宜，能坚持下去，并且确实有效。在减缓全球变暖上，每一件有用的小事都是必要的。
来源 | 把科学带回家（id：steamforkids）
撰文 | Skin
审校 | Ziv
参考资料：
[1]https://www.cnbc.com/2022/07/28/bill-gates-breakthrough-energy-ventures-backs-air-conditioning-startup.html
[2]https://www.nytimes.com/2023/08/08/climate/curbing-contrails-a-climate-solution-in-the-skies.html
[3]https://breakthroughenergy.org/news/contrails/
[4]https://climate.nasa.gov/news/2601/nasa-test-jet-biofuel-may-reduce-climate-warming-clouds/
[5]Lee, David S., et al. "The contribution of global aviation to anthropogenic climate forcing for 2000 to 2018."Atmospheric Environment244 (2021): 117834.
[6] Bock, Lisa, and Ulrike Burkhardt. "Contrail cirrus radiative forcing for future air traffic."Atmospheric Chemistry andPhysics19.12 (2019): 8163-8174

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