UNIVERZITET U SARAJEVUFAKULTET POLITIČKIH NAUKA

ODSJEK: SIGURNOSNIH I MIROVNIH STUDIJAPREDMET: SOCIJALNA EKOLOGIJA I PREVENCIJA KATASTROFA

SEMINARSKI RAD

SOCIJALNO EKOLOŠKI ASPEKT ISPUŠNIH GASOVA ZRAKOPLOVA U SUMI STAKLENIČKIH GASOVA U ZEMLJINOJ

ATMOSFERI

Student: Mentor:Edis Muratović prof. dr. Dželal IbrakovićBr. indeksa:

Sarajevo, 16.06.2010. godine

SADRŽAJ

1. UVOD...............................................................................................................1

2. MEĐUNARODNE INICIJATIVE ZA KONTROLU EMISIJE STAKLENIČKIH GASOVA.........................................................................3

3. ISPUŠNI GASOVI ZRAKOPLOVA I ATMOSFERA ZEMLJE..............7

4. VRSTE ISPUŠNIH GASOVA KOJI NASTAJU SAGORIJEVANJEM POGONSKOG GORIVA ZRAKOPLOVA I NJIHOV UTICAJ NA ATMOSFERU.................................................................................................9

4.1 KARBON DIOKSID – CO2..........................................................................114.2 VODENA PARA - H2O.................................................................................124.3 NITROGEN OKSIDI – NOx.........................................................................134.4 SUMPOR OKSIDI I ČAĐ - SOx i H2SO4....................................................134.5 KONDENZACIJSKI TRAGOVI...................................................................144.6 KAKO ISPUŠNI GASOVI UTIČU NA ATMOSFERU.................................154.7 MOGUĆNOSTI ZA SMANJENJE EMISIJA I UTICAJA ISPUŠNIH

GASOVA ZRAKOPLOVA I NJIHOV UTICAJ NA SOCIJALNO EKOLOŠKI ASPEKT PROBLEMA.................................................................................18

5. ZAKLJUČAK...............................................................................................21

6. LITERATURA..............................................................................................23

7. POPIS SKRAĆENICA...................................................................................25

1

«Homo homini lupus2»

1 Fotografija preuzeta sa internet stranice www.themeaningofgreen.wordpress.com2 Asinaria – Plaut, latinska izreka «čovjek je čovjeku vuk»

1. UVOD

Iako je od prvog leta čovjeka zrakoplovom na motorni pogon prošlo malo više od

100 godina, zrakoplovstvo je postiglo ogroman rast i postalo je integralni i bitan dio

modernog društva. Daljnji rast u ovom segmentu ljudskog razvoja je i dalje očekivan

ukoliko ne budu prisutne interventne politike. Stoga je veoma bitno razmotriti

sadašnje i moguće buduće efekte emisije ispušnih gasova zrakoplova na Zemljinu

atmosferu. Sve očitije promjene klime su vidljivije i bez egzaktnijih naučnih analiza

te imaju kako globalni tako i lokalni uticaj.

Ovaj seminarski rad ima za cilj da potvrdi ili negira sljedeću kauzalnu hipotezu:

„Ispušni gasovi zrakoplova u sumi stakleničkih gasova u Zemljinoj atmosferi

doprinose klimatskim promjenama“.

Cilj seminarskog rada je da se opišu svi gasovi i materije koje nastaju kao posljedica

sagorijevanja pogonskog goriva u motorima zrakoplova i prikaže njihov uticaj na

atmosferu kao i reakcije koje nastaju na različitim visinama te njihov uticaj na

čovjeka i okolinu a na osnovu istraživanja brojnih, prvenstveno, međunarodnih

organizacija koje se bave problematikom zrakoplovstva, zaštite okoliša i ostalim

segmentima koji imaju uticaja na spomenutu problematiku.

Rad bi trebao dokazati da ispušni gasovi zrakoplova imaju uticaj na sumu

stakleničkih gasova prisutnih u Zemljinoj atmosferi. Pored toga, u nedostatku

literature o problematici na jezicima naroda BiH, ovaj rad predstavlja kratki osvrt na

problematiku jer daje interesantan prikaz stanja s socijalno ekološkog aspekta u

zrakoplovstvu i njegovom doprinosu klimatskim promjenama u savremenom svijetu

a koje nastaju kao rezultat emisije stakleničkih gasova koje proizvode prvenstveno

motori zrakoplova prilikom sagorijevanja pogonskog goriva. Rad je podijeljen u

nekoliko poglavlja i podpoglavlja:

- U drugom poglavlju dat je prikaz međunarodnih inicijativa s ciljem

smanjenja emisije stakleničkih gasova;

1

- Treće poglavlje se odnosi na statistički pregled uticaja zrakoplovstva

na emisiju stakleničkih gasova i udio zrakoplovstva kao transportne

grane;

- Četvrto poglavlje sa svojih sedam podpoglavlja je ujedno i glavni dio

rada u kojem je dat pregled osnovne teme rada a sadrži opis gasova

nastalih sagorijevanjem pogonskog goriva zrakoplova kao i njihov

uticaj na atmosferu te mogućnosti uticaja na smanjenje istih u

kratkoročnom i dugoročnom periodu;

- Zaključak predstavlja peto poglavlje u kojem je dana sinteza

seminarskog rada;

- Šesto poglavlje sadrži popis literature;

- Popis skraćenica je sadržan u sedmom poglavlju.

Kako bih potvrdio gore navedenu tezu koristit ću se metodama (a) sinteze, (b)

deskripcije i (c) kompilacije koje se zasnivaju na (a) postupku znanstvenog

istraživanja i objašnjenja stvarnosti kroz spajanje jednostavnih misaonih tvorevina u

jedinstvenu cjelinu, (b) jednostavnom opisivanju činjenica te njihovih empirijskih

potvrđivanja odnosa i veza te (c) preuzimanjem tuđih rezultata znanstveno

istraživačkog rada.

2

2. MEĐUNARODNE INICIJATIVE ZA KONTROLU EMISIJE

STAKLENIČKIH GASOVA

Površinu naše planete okružuje omotač koji nazivamo atmosferom i koji je sastavljen

od gasova poput vodene pare (H2O), karbon dioksid (CO2), metan (CH4), dinitrogen

monoksid (N2O) te ujedno predstavljaju i stakleničke gasove. Cilj atmosfere je da

spriječi uticaj negativnog ultraljubičastog zračenja iz svemira te da ujedno održava

kontinuitet toplotne energije na Zemlji kako bi se omogućili uslovi za održavanje

biodiverziteta na njenoj površini.

S razvojem tehnologije i tehnike čovjek je započeo proces iskorištavanja resursa

planete te kao rezultat toga pojavili su se mnogobrojni nus – produkti a među koje

spadaju i staklenički gasovi. Prevelika koncentracija stakleničkih gasova u atmosferi

uzrokuje apsorbiranje toplotne energije koja se reflektira o Zemljinu površinu te time

dolazi do povećanja temperature atmosfere i tzv. «efekta staklene bašte». Ujedinjene

nacije su uvidjele predstojeći problem zagađenja okoline te su već 1987 predložile

međunarodni sporazum kojim bi se umanjio ljudski uticaj na sloj ozona (O3)3. Ovaj

sporazum je poznat kao Protokol iz Montreala4 te je njime ograničena upotreba

supstanci koje uzrokuju smanjenje sloja ozona.

Pored Protokola iz Montreala Ujedinjene Nacije su 1997. godine inicirale u sklopu

Okvirne konvencije Ujedinjenih nacija o promjeni klime (UNFCCC)5 potpisivanje

međunarodnog ugovora tzv. Protokola iz Kyota (Kyoto Protocol)6 7 koji obavezuje

države potpisnice da smanje emisije stakleničkih gasova u 37 razvijenih država te

državama Evropske Unije.

Oba protokola imaju za cilj smanjenje uticaja čovjeka na atmosferu međutim niti

jedan od njih ne dotiče se u svojim odredbama direktno zrakoplovstva. Protokol iz

Kyota u svome članu 2. se između ostalog dotiče i zrakoplovstva te navodi sljedeće:

3 http://www.nasa.gov/vision/earth/environment/ozone_hole101.html 4 http://ozone.unep.org/Publications/MP_Handbook/Section_1_The_Montreal_Protocol/index.shtml 5 UNFCCC – United Nations Framework Convention on Climate Change 6 http://unfccc.int/kyoto_protocol/items/2830.php 7 http://unfccc.int/essential_background/kyoto_protocol/items/1678.php

3

«Stranke obuhvaćene Prilogom I. slijedit će ograničenja ili smanjenja emisija

stakleničkih gasova koji nisu obuhvaćeni Protokolom iz Montreala a odnose se na

goriva iz rezervoara letjelica i pomorskih jedinica, da rade kroz Međunarodne

organizacije za civilno zrakoplovstvo (ICAO8) i Međunarodnu organizaciju za

pomorstvo (IMO9)».

Međunarodna organizacija za civilno zrakoplovstvo (International Civil Aviation

Organization – ICAO) predviđa rast zračnog prometa za period 1999 – 2010 u

domaćem prometu na godišnjem nivou od 3,5 posto a u međunarodnom 5,2 posto10.

Uzimajući u obzir prije navedeno može se očekivati i dodatni uticaj povećanja

prometa na emisiju ispušnih gasova zrakoplova na regionalnom i globalnom nivou,

povećavajući time svoj udjel u sumi stakleničkih gasova u Zemljinoj atmosferi.

Kako bi se detaljnije istražili efekti emisije stakleničkih gasova koje proizvode

zrakoplovi na klimatske promjene formiran je Međuvladin panel o klimatskim

promjenama (Intergovermental Panel on Climate Change – IPCC11) koji je vodeće

tijelo za procjenu klimatskih promjena, formirano od strane UN-ovog programa o

životnoj sredini (United Nations Environmental Programme – UNEP12) i Svjetske

meteorološke organizacije (World Meteorological Organization – WMO13) s ciljem

prikaza trenutačnog stanja klimatskih promjena i potencijalnih socijalno-ekonomskih

posljedica kao i posljedica po životnu sredinu.

Međuvladin panel o klimatskim promjenama, koji je vodeće tijelo za procjenu

klimatskih promjena, je na zahtjev UN-ovog programa o životnoj sredini i Svjetske

meteorološke organizacije dobio dva zadatka14:

i. da procijeni dostupne informacija o nauci, uticaju, ekonomiji i opcijama za

prevazilaženje/prilagođavanju do, klimatskih promjena, i

8 ICAO – UN-ova agencija koja regulira oblast zrakoplovstva u svijetu:http://www.icao.int/icao/en/strategic_objectives.htm 9 http://www.imo.org/ 10 Aviation and Sustainble Develop., ICAO, Commission on Sustainable Development, April 2001:311 Međuvladina organizacija formirana od strane WMO – a i UNEP – a:http://ipcc.ch/organization/organization.htm12 UNEP – UN – ova agencija koja se bavi problemom zaštite okoline:http://www.unep.org/Documents.Multilingual/Default.asp?DocumentID=43 13 WMO – UN – ova agencija koja regulira oblast meteorologije: http://www.wmo.int/pages/about/index_en.html 14 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : Foreword

4

ii. da omogući, na zahtjev, naučni/tehnički/socijalno – ekonomski savjet

učesnicima Okvirne konvencije Ujedinjenih nacija o promjeni klime.

Poseban osvrt na uticaj emisije stakleničkih gasova koji nastaju kao posljedica

sagorijevanja zrakoplovnog goriva dat je u specijalnom izvještaju IPCC-a

«Zrakoplovstvo i globalna atmosfera»15. Ovaj specijalni izvještaj IPCC-a, objavljen u

maju 1999. godine, predstavlja jedan od najdetaljnijih izvještaja po pitanju

zrakoplovstva i njegovog uticaja na klimu i ozon naše planete. Sadrži pregled

situacije u prošlosti na osnovu statističkih, naučnih i drugih opažanja kao i projekciju

stanja u budućnosti, do 2050. godine.

Izvještajem su obuhvaćeni svi gasovi i čestice emitirane od strane zrakoplova u

gornjoj atmosferi i uloga istih u izmjenama hemijskih karakteristika atmosfere i

uzroke pojavljivanja kondenzacijskih tragova (contrails) te oblaka cirusa. Izvještaj

obuhvata (a) kakve su moguće izmjene reflektivnih karakteristika atmosfere kao

rezultat ovih procesa, koji mogu dovesti do klimatskih promjena te (b) kakve su

mogućnosti izmjena ozona, koje mogu uzrokovati promjenu stepena ultraljubičastog

zračenja koje dostiže površinu Zemlje. Izvještajem je također obuhvaćeno i koje su

moguće izmjene u tehnologiji izrade letjelica, zrakoplovnim operacijama i

institucionalnim, regulatornim te ekonomskim okvirima koje mogu u budućnosti

uticati na nivo emisija. Izvještaj ne obuhvata uticaj emisije iz motora koji utiču na

kvalitetu zraka u blizini površine zemlje (aerodromi)16.

15 http://www.ipcc.ch/ipccreports/sres/aviation/index.php?idp=0 16 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : Preface

5

Uticaj emisije ispušnih gasova zrakoplova je prikazan na sljedećoj grafici:

Slika 2-1: Uticaj zrakoplovstva na atmosferu; Izvor – IPCC

Kako je zrakoplovstvo danas postalo jedan od važnih faktora uticaja na globalizaciju

i mobilnost ljudi, a predstavlja i bitan ekonomski segment našeg društva, njegov

doprinos na sumu stakleničkih gasova treba veoma detaljno razmotriti. Zaključci

proizašli iz analiza mogu imati posljedice na daljnji razvoj zrakoplovstva a koje

lančano mogu obuhvatiti mnoge segmente ljudskog života. Međunarodne regulative

mogu uticati na daljnji razvoj tehnologije korištene u zrakoplovstvu, neophodno bi

bilo naći kompromis, koji će kratkoročno, osigurati dobrobit i čovjeku ali i planeti

Zemlji a dugoročno osigurati "čiste" tehnologije koje će imati najmanje uticaja na

promjene atmosfere planete Zemlje.

6

3. ISPUŠNI GASOVI ZRAKOPLOVA I ATMOSFERA ZEMLJE

Prilikom rada motora zrakoplova sagorijeva pogonsko gorivo i pri tome nastaju

gasovi i čestice koji su slični i kao kod svakog drugog procesa sagorijevanja fosilnog

goriva. Ipak, motori zrakoplova i njihovo sagorijevanje pogonskog goriva su

specifični po tome što se cijeli proces većinom odvija u gornjoj troposferi i donjoj

stratosferi.

U bližoj i daljnjoj budućnosti očekivan je rast zračnog prometa17 a koji će sasvim

sigurno imati za posljedicu povećanje i emisije ispušnih gasova u Zemljinu

atmosferu te time povećati ukupnu sumu stakleničkih gasova. Iako su danas motori

zrakoplova daleko napredniji negoli prije 40 godina te im je potrošnja manja i do

70% (putnik - pređeni kilometar)18 i dalje se ispuštaju gasovi koji mogu uticati na

klimatske promjene. Projekcija IPCC – a ukazuje da će se do 2015. godine dostići

dodatno poboljšanje u potrošnji goriva od 20% a do 2050. godine to poboljšanje

potrošnje goriva će iznositi čak i do 40 – 50%19 . Putnički promet je od 1960. godine

imao rast od skoro 9% na godinu, 2,4 puta više nego rast Bruto nacionalnog

proizvoda a rast prometa roba, koji se u 80% slučajeva odvija putem putničkih

zrakoplova je također imao značajan porast. Kako je zrakoplovna industrija dosezala

svoju zrelost rast putničkog prometa je imao manji stepe rasta pa je on tako na

primjer u 1997. godini imao rast od oko 5%20.

Iako su emisije stakleničkih gasova koje proizvode motori zrakoplova relativno male

u odnosu na emisije ostalih industrijskih grana one predstavljaju jedan od faktora

uvećanja sume stakleničkih gasova. Na transport kao granu industrije danas otpada

sveukupno 13% emisije stakleničkih gasova a od toga na zrakoplovstvo približno 2%

emisije karbon dioksida u cjelokupnoj sumi stakleničkih gasova. 13% emisije

stakleničkih gasova koji nastaju u transportu (zračni promet, cestovni promet, ostali)

su rezultat sagorijevanja goriva u motorima zrakoplova21.

17 ICAO - http://www.icao.int/icao/en/nr/2007/pio200708_e.pdf 18 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : 1019 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : 1020 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : Introduction21 ICAO - http://www.icao.int/Act_Global/

7

U skladu s rastom flote zrakoplova očekivan je i rast udjela usprkos predviđanjima

da će se upotrebom novih tehnologija pri izradi motora za zrakoplove, smanjenom

otporu zraka zrakoplova te upotrebom novih kompozitnih materijala pri izradi postići

smanjenje potrošnje goriva. Pregled stanja udjela i doprinosa zrakoplovstva sumi

stakleničkih gasova dat je u sljedećem grafikonu:

Slika 3-2. Udjel zrakoplovstva u emisiji stakleničkih gasova i proizvodnji CO2; Izvor - ICAO

8

4. VRSTE ISPUŠNIH GASOVA KOJI NASTAJU

SAGORIJEVANJEM POGONSKOG GORIVA ZRAKOPLOVA

I NJIHOV UTICAJ NA ATMOSFERU

Radom motora zrakoplova nastaju ispušni gasovi i čestice visoke temperature koji se

oslobađaju velikom brzinom kroz mlaznicu motora i miješaju se s okolnim zrakom.

U tom procesu ovi gasovi i čestice se razrjeđuju i nepovratno povezuju s prirodnim i

antropogenim česticama zraka te prilikom čega može doći do promjene hemijske

strukture zraka.

Većina zrakoplova leti u predjelu troposfere i donje stratosfere, dakle visinama

između 9 i 20 kilometara iznad površine zemlje. Komercijalni putnički zrakoplovi,

koji su danas isključivo podzvučnog (subsonic) i okozvučnog (transonic) tipa22, lete

na visinama do 13 km dok nadzvučne (supersonic)23 komercijalne letjelica, koje lete i

do visina od 20 kilometara, više nema u floti komercijalnih putničkih zrakoplova.

Dakle, većina emisija ispušnih gasova i čestica odvija se na visinama do 13

kilometara iznad zemljine površine. Dio emisija se oslobađa i na površini zemlje (na

aerodromima prilikom polijetanja i slijetanja) te kroz cijelu atmosferu do visine

krstarenja (cruising altitude)24 ali na ove emisije otpada veoma mala količina

oslobođenih gasova.

Gasovi i čestice koji nastaju sagorijevanjem pogonskog goriva zrakoplova su vodena

para (H2O), karbon dioksid (CO2), nitrogen monoksid (NO) i nitrogen dioksid (NO2)

a koji se zajedno označavaju kao NOx, sumpor oksidi (SOx) i čađ25.

Ovi elementi zajedno čine emisiju ispušnih gasova zrakoplova i na osnovu prije

rečenog uglavnom se zadržavaju u dijelu troposfere, koju odlikuje visoka vlažnost i

nešto viša temperatura, u čijim donjim slojevima uglavnom i dolazi do zagrijavanja

22 Podzvučni i okolozvučni zrakoplovi su letjelice koje lete brzinom manjom od brzine zvuka; http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/lowsub.html http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/hisub.html 23 Nadzvučni zrakoplovi su letjelice koje lete brzinom većom od brzine zvuka;24 Operativna visina na kojoj zrakoplov leti tokom većine leta http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/lowsup.html 25 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : Introduction

9

atmosfere a zagrijavanje opada s porastom visine. Kako pojedini od spojeva utiče na

različite dijelove atmosfere prikazano je u sljedećoj tabeli:

Emitirani elementi Uloga i glavni uticaj na površinu Zemlje

CO2 Troposfera i Stratosfera

Direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

H2O Troposfera

Direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

Povećano stvaranje kond.tragova→ direktni uticaj poremećaja bilance

zračenja→zagrijavanje

Stratosfera

Direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

Povećanje stvaranja polarnih oblaka stratosfere→smanjenje

ozona→povećanje UV- B zračenja

Izmjena hemije ozona→smanjenje ozona→povećanje UV- B zračenja

NOx Troposfera

Stvaranje ozona u gornjoj troposferi

→ direktni uticaj poremećaja bilance zračenja→zagrijavanje

→ smanjenje UV- B zračenja

Smanjenje metana→manji uticaj poremećaja bilance zračenja→hlađenje

Stratosfera

Stvaranje ozona ispod 18 – 20 km→ smanjenje UV- B zračenja

Stvaranje ozona iznad 18 – 20 km→ povećanje UV- B zračenja

Povećanje stvaranja polarnih oblaka stratosfere→smanjenje

ozona→povećanje UV- B zračenja

SOx i H2SO4 Troposfera

Povećanje koncentracije aerosola sulfata

Direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →hlađenje

Stvaranje kond.tragova→direktni uticaj poremećaja bilance zračenja

10

→zagrijavanje

Povećana oblačnost cirusa→direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

Izmjena hemije ozona

Stratosfera

Izmjena hemije ozona

Čađ Troposfera

Direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

Stvaranje kond.tragova→direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

Povećana oblačnost cirusa→direktni uticaj poremećaja bilance zračenja →zagrijavanje

Izmjena hemije ozona

Stratosfera

Izmjena hemije ozona

Tabela 4-1: Elementi koji utiču na klimatske promjene i izmjene ozona; Izvor - IPCC

4.1KARBON DIOKSID – CO2

Ponašanje CO2 u atmosferi je jednostavno i jasno razumljivo. Ne postoje bitniji

samostalni procesi stvaranja ili razaranja koji se dešavaju u atmosferi. Izvori i ponori

u atmosferi se u principu dešavaju na Zemljinoj površini i uključuju razmjenu

između biosfere i oceana. Uticaj CO2 na klimatske promjene je direktan i

jednostavno ovisi o njegovoj koncentraciji u atmosferi. Molekule CO2 apsorbiraju

izlazni direktni uticaj poremećaja bilance zračenja emitirane od strane Zemljine

površine i donje atmosfere. Promatrano povećanje koncentracije CO2 u atmosferi u

iznosu od 25 – 30% u proteklih 200 godina je uzrokovalo zagrijavanje troposfere i

hlađenje stratosfere.

Količina CO2 koji nastaje procesom sagorijevanja pogonskog goriva zrakoplova se

određuje ukupnom količinom karbona u gorivu jer je CO2 nezaobilazan konačni

proizvod procesa sagorijevanja (kao što je i voda). Ovaj CO2 u atmosferi prati iste

putanje kao i one molekule CO2 emitirane u atmosferu od strane bilo kojeg izvora.

11

Ipak, CO2 emitiran od strane zrakoplova se miješa s okolnim zrakom i ne može se

razlučiti od ostalih CO2 koji nastaju od drugih fosilnih goriva, jer su efekti na klimu

jednaki. Stopa rasta CO2 nastalog od strane zrakoplovstva je viša negoli globalna

stopa ekonomskog rasta, tako da će doprinos zrakoplovstva, zajedno s ostalim

oblicima transporta, ukupnoj emisiji nastaloj čovjekovom djelatnošću da naraste u

nastupajućim godinama26.

4.2VODENA PARA - H2O

Vodena para i oblaci imaju veliki uticaj na poremećaj bilance zračenja i direktno

utiču na hemijski sastav troposfere, posebno u polarnim područjima nestanka ozona

kroz formiranje oblaka u polarnom području stratosfere.

Emisije vodene pare od strane globalne zrakoplovne flote u troposferu je relativno

mali u usporedbi s kretanjima prirodnog hidrološkog procesa. Usprkos tome, mora se

uzeti u obzir uticaj kondenzacijskih tragova i povećano formiranje oblaka cirusa.

Više o cirusima i njihovom stvaranju kao posljedici ispušnih gasova iz zrakoplova će

biti rečeno u posebnom podpoglavlju teksta. Vodena para opstaje u troposferi

otprilike devet dana. U stratosferi, vremenski period iščezavanja bilo kakve emisije

vode nastale sagorijevanjem pogonskog goriva zrakoplova je duže (mjesec do

nekoliko godina) nego u troposferi i postoji veća šansa za povećanje koncentracije u

atmosferi. Bilo kakvo povećanje vode može imati dva efekta: (a) direktan uticaj

poremećaja bilance zračenja s kontinuiranim uticajem na klimu i (b) uticaj na

hemijski sastav ozona u stratosferi te za posljedicu češće pojavljivanje oblačnosti na

višim visinama polarnog dijela stratosfere27.

26 27 „Aviation and the Global Atmosphere“ - http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/index.htm 27

12

4.3NITROGEN OKSIDI – NOx

Nitrogen oksid je gas prisutan posvud u atmosferi. Ima veliki uticaj na hemijski

sastav troposfere i stratosfere te igra bitnu ulogu pri procesu nastanka i uništavanja

ozona. Postoje brojni izvori nastanka nitrogen oksida a neki od njih su: oksidacija

N2O, sijevanje (grmljavinsko), izgaranje fosilnih goriva i drugi. Ovi procesi dodatno

doprinose koncentraciji nitrogen oksida u gornjim dijelovima troposfere i njihov

doprinos ukupnoj koncentraciji je još uvijek nedovoljno istražen.

Emisije nitrogen oksida utiču na hemijski sastav atmosfere a njihove reakcije

posebno pogađaju koncentracije ozona u ovisnosti od lokacije, vremenskog perioda

itd. Emisije nitrogen oksida nastale sagorijevanjem pogonskog goriva zrakoplova

imaju tendenciju povećanja količine ozona u gornjoj troposferi i donjoj stratosferi.

Takvo povećanje ozona predstavlja njegov doprinos efektu stakleničkih gasova i

glavna su briga ukupnoj emisiji nitrogen oksida nastaloj od strane podzvučnih i

okozvučnih zrakoplova. Smanjenje trajanja atmosfere i koncentracija metana

predstavljaju osnovne posljedice emisije nitrogen oksida. Dijametralno suprotan

efekt postižu emisije nitrogen oksida na višim visinama, od 18 kilometara, u

stratosferi, gdje dolazi do smanjenja količine ozona28.

4.4SUMPOR OKSIDI I ČAĐ - SOx i H2SO4

Čestice ili aerosoli29 su antropogeni proizvod te svaka od njih posjeduje za sebe

kompleksnu fiziku i hemiju. Antropogene aerosoli uključuju aerosolne sulfate i čađ

koji nastaju izgaranjem fosilnih goriva dok po drugoj strani postoje i karbonske

aerosoli koje nastaju u procesima izgaranja biomasa30 i fosilnih goriva. U ispušnim

gasovima zrakoplova nalazi se mješavina čestica i gasova koje su uglavnom

posljedica djelomičnog izgaranja pogonskog goriva (čađ) i sumporne kiseline

(H2SO4) kao produkt sumpora koji je sadržan u pogonskom gorivu. Ove čestice

imaju sposobnost da pod određenim uslovima (temperatura, vlažnost) stvaraju

28 „Aviation and the Global Atmosphere“ - http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/index.htm 29 http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Aerosols/ 30 http://www1.eere.energy.gov/biomass/biomass_basics_faqs.html

13

kondenzacijske tragove i oblake (cirusi) u gornjem sloju troposfere. Izbalansirana

sposobnost reflektiranja sunčeve svjetlosti nazad u svemir i zadržavanje izlaznog

infracrvenog zračenja odbijenog od površinu Zemlje predstavljaju osnovni uticaj

oblaka na klimatske promjene. Čestice također predstavljaju i bitan hemijski balans

za atmosferu a ponajprije za stratosferu gdje čestice sulfata čine sloj koji je

odgovoran za određivanje količine nitrogen oksida na tim mjestima te bilo kakva

izmjena sloja čestica bi uticala na količinu ozona u stratosferi31.

4.5KONDENZACIJSKI TRAGOVI

Kondenzacijski tragovi ne spadaju u stakleničke gasove ali nastaju prilikom procesa

sagorijevanja pogonskog goriva zrakoplova. Nastaju prilikom hlađenja vrućih

ispušnih gasova koji izlaze iz motora kroz mlaznicu te miješanjem s okolnim zrakom

koji, da bi nastao kondenzacijski trag, mora imati visok stepen vlažnosti ili da

dovoljno nisku temperaturu okolnog zraka. Kondenzacijski tragovi su interesantni jer

predstavljaju vrstu oblačnosti u atmosferi. Promjene u stepenu oblačnosti u Zemljinoj

atmosferi može uticati na temperaturu zemlje jer se ovi antropogeni oblaci ponašaju

slično kao i oblaci nastali prirodnim procesima na velikim visinama. Kondenzacijski

tragovi i njihov uticaj na povećanje stepena oblačnosti se očituje na dva načina; u

prvom slučaju kondenzacijski tragovi predstavljaju oblake cilindričnog i duguljastog

oblika koji se ne bi pojavili u atmosferi da nema prolaska zrakoplova kroz atmosferu

s karakteristikama neophodnim za nastanak kondenzacijskog traga i u drugom

slučaju ovi antropogeni oblaci evoluiraju i pretvaraju se u raširene cirus oblake koje

ne možemo raspoznati od cirusa prirodnog porijekla32. Prema podacima iz 1992.

godine oblaci nastali kao posljedica kondenzacijskih tragova zrakoplova pokrivaju

površinu od otprilike 0,1% površine Zemlje. Pretpostavlja se da će do 2050. godine

površina prekrivena ovim antropogenim oblacima iznositi oko 0,5%33.

31 „Aviation and the Global Atmosphere“ - http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/index.htm 32 http://www.epa.gov/oms/regs/nonroad/aviation/contrails.pdf 33 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : 7

14

Slika 4-3: Kondenzacijski tragovi iznad centralne Evrope (maj 1995); Izvor – IPCC

4.6KAKO ISPUŠNI GASOVI UTIČU NA ATMOSFERU

Atmosfera planete Zemlje se narušava mijenjanjem osnovnih nivoa gasova već

prisutnih u njoj te stvaranjem kondenzacijskih tragova a koji nastaju pod uticajem

emisije ispušnih gasova zrakoplova.

15

Prilikom izgaranja pogonskog goriva nastaju emisije gasova poput ugljen dioksida i

vodene pare koji zadržavaju zračenje reflektirano s površine zemlje te hemijski

aktivni gasovi koji utiču na prirodu stakleničkih gasova, već prisutnih u atmosferi,

kao što su ozon i metan. S druge strane čestice mogu direktno da utiču na Zemljin

balans zračenja ili da utiču na stvaranje reflektivnih karakteristika oblaka.

Za potrebe Okvirne konvencije Ujedinjenih nacija o promjeni klime (UNFCCC),

razvijena je sljedeća definicija koja opisuje klimatske promjene uslovljene

aktivnostima čovjeka: “Promjena klime koja se direktno ili indirektno pripisuje

ljudskoj aktivnosti koja mijenja sastav globalne atmosfere i koja je, uz prirodne

varijacije klime, dodatno promatrana kroz određeni vremenski period34.”

Ova globalna izmjena atmosfere uključuje promjene navika u korištenju zemlje kao i

antropogene emisije stakleničkih gasova i čestica. Definicija Okvirne konvencije

Ujedinjenih nacija o promjeni klime uvodi koncept razlike između uticaja aktivnosti

čovjeka (klimatske promjene) i efekata na klimu koji bi se dogodili bez uplitanja

čovjeka (klimatske varijacije).

Prirodan proces razmjene energije na planeti Zemlji bez uplitanja čovjeka izgleda

otprilike ovako: Zemlja apsorbira sunčevo zračenje, uglavnom na svojoj površini.

Ova energija se zatim distribuira kroz atmosferske i oceanske cirkulacije te zrači

energiju nazad u svemir na visokim valnim dužinama. U prosjeku se, na Zemlji kao

cjelini, dolazna sunčeva energija balansira odlaznim zemaljskim zračenjem. Bilo koji

faktor (npr. čovjek) koji mijenja zaprimljeno zračenje od sunca ili gubitak u svemir

ili preraspodjelu unutar i između atmosfere, kopna i oceana može uticati na klimatske

promjene. Povećanje koncentracija stakleničkih gasova umanjuje efikasnost s kojom

površina Zemlje zrači toplotu u svemir. Zemaljsko odlazno zračenje od površine

apsorbira atmosfera i emitira ga nazad na višim visinama i hladnijim temperaturama.

Ovaj proces rezultira pozitivnim poremećajem bilance zračenja koja ima za rezultat

zagrijavanje donje atmosfere i površine planeta. Ovaj poremećaj bilance zračenja

povećava efekt staklenika a predstavlja uvećani efekt koji je prisutan u atmosferi

Zemlje milijardama godina kao rezultat prirodnog procesa stvaranja stakleničkih

34 http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/044.htm

16

gasova (vodene pare, karbon dioksida, ozona, metana i nitro oksida). Pored emisije

stakleničkih gasova postoje i antropogene čestice (aerosoli) koje se nalaze u

troposferi i nastaju prvenstveno od emisija sumpor dioksida iz fosilnih goriva

(zrakoplova) ali također i sagorijevanjem biomasa a imaju sposobnost apsorbiranja i

reflektiranja solarnog zračenja. Pored prije navedenog, promjene u koncentracijama

ovih čestica može imati efekt i na količinu oblaka i refleksivnost oblaka kroz njihov

uticaj na mikrofizičke karakteristike oblaka. Čestice u troposferi teže produciranju

negativnog poremećaja bilance zračenja i time postižu efekt hlađenja klime. Njihov

vijek trajanja može biti relativno kratak (od nekoliko dana do nekoliko sedmica)

nego većina stakleničkih gasova a koji imaju vijek trajanja od nekoliko dekada do

nekoliko vijekova. Bilo kakvi uticaji na bilancu zračenja Zemlje, uključujući i ono

koje rezultira od povećanja količine stakleničkih gasova i čestica, teži izmjenama

atmosfere i temperature oceana te s njima povezanom cirkulacijom i vremenskim

uzorcima. Ove pojave prate izmjene hidrološkog ciklusa kao što su izmijenjeno

rasipanje oblaka ili promjene u kišnim i sušnim periodima35.

Slika 4-4: Šema mogućeg mehanizma u kojem emisije nastale od zrakoplovstva utiču na klimu.

Klimatske promjene su predstavljene kao promjene srednje vrijednosti temperature površine

(ΔTs) I srednje vrijednosti nivoa mora (Δmsl); Izvor - IPCC

35 http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/044.htm

17

4.7MOGUĆNOSTI ZA SMANJENJE EMISIJA I UTICAJA ISPUŠNIH

GASOVA ZRAKOPLOVA I NJIHOV UTICAJ NA SOCIJALNO

EKOLOŠKI ASPEKT PROBLEMA

S ciljem smanjenja uticaja emisije gasova nastalih sagorijevanjem pogonskog goriva

pokrenute su mnoge rasprave i istraživanja kako bi se poboljšala tehnologija

zrakoplova i pogonskih motora, goriva, operativne prakse te regulatornih i

ekonomskih mjera. Ove mjere je moguće implementirati pojedinačno ili kombinirano

od strane javnosti i privatnog sektora. Sa socijalno ekološkog stanovišta prihvatljivije

bi bilo kad bi se te mjere započele primjenjivati kombinirano jer bi se time postigli

veći efekti u relativno kratkom vremenskom periodu. Do sad su već mnoge od ovih

mjera uvrštene u zrakoplovstvo međutim i dalje postoji mjesta za daljnja

usavršavanja.

Neke od mjera koje mogu doprinijeti budućem smanjivanju emisije ispušnih gasova

zrakoplova su sljedeće:

- upotreba naprednih tehnologija može u značajnoj mjeri uticati na većinu

emisija u odnosu putnik pređeni kilometar;

- iako danas ne postoji alternativa upotrebe goriva na bazi kerozina može se

usavršiti proces proizvodnje goriva tako da bi dobili goriva sa smanjenom

koncentracijom sumpora te time doprinijeli smanjenju emisije sumpor oksida

i sumpornih čestica u atmosferu te time smanjiti uticaj antropogenih tvari na

okolinu;

- napredak u sistemima vođenja zračnog prometa (Continous Decent Approach 36– «Prilaz s kontinuiranim snižavanjem» i Collaborative Environment

Management37 – «Upravljanje okolinom kroz saradnju») i drugim operativnim

procedurama doprinijelo bi smanjenju potrošnje goriva između 8 i 18%. Kao

posljedica ovih unaprjeđenja doći će do smanjenja emisije ispušnih gasova

zrakoplova te dugoročno uticaja na okolinu;

36 http://www.eurocontrol.int/environment/public/standard_page/cda_download.html 37 http://www.eurocontrol.int/environment/gallery/content/public/documents/CEM_final_17%2011%2008.pdf

18

- usprkos svim unaprjeđenjima u tehnologiji izrade zrakoplova i njihovih

motora i efikasnosti sistema upravljanja zračnim prometom koji će donijeti

korist za okolinu, oni neće u potpunosti moći da podjednako balansiraju s

emisijama koje će nastati kao rezultat rasta prometa;

- regulacija tržišta kroz restriktivnija pravila o emisijama motora zrakoplova,

ukidanje subvencija i poticaja koji imaju negativan uticaj na okolinu, tržišno

orijentirane opcije poput eko nameta (takse i nameti) te trgovanje emisijama,

dobrovoljni sporazumi, istraživački programi i korištenje drugih vidova

transporta, poput vozova i autobusa38.

Sve prije navedene mjere zahtijevaju angažman šire zajednice kako bi se iznašli

adekvatni načini kontinuirane upotrebe tehnologije, u ovom slučaju u zrakoplovstvu,

u skladu s tendencijom očuvanja okoliša ili barem smanjenja antropogenih uticaja na

nju u bližoj i daljnjoj budućnosti. Primjetna je tendencija upotrebe novih tehnologija

koje garantiraju sve veću iskoristivost i optimizaciju tehnološko – operativnih

procesa te koje uz to osiguravaju manje emisije stakleničkih gasova u Zemljinu

atmosferu.

Primjera radi, povećanje efikasnosti motora zrakoplova upotrebom novih tehnologija

(turbofan39 i turboprop40) je prije svega imalo za cilj smanjenje potrošnje goriva i

povećanje učinkovitosti prvenstveno iz ekonomskih razloga a tek zatim socijalnih

(smanjenje buke) i ekoloških (manja emisija stakleničkih gasova zbog veće

iskoristivosti goriva). Razrada novih operativnih procedura korištenih pri kontroli

zračnog prometa (Prilaz s kontinuiranim snižavanjem) je također uzrokovan rastom

cijena pogonskog goriva i željom avio prevoznika da smanje potrošnju goriva

prilikom klasičnog prilaza a socijalni aspekt (manja buka) i ekološki (kraće vrijeme

zadržavanja u zraku te minimalno korištenje motora za manevriranje tim u skladu

manja emisija stakleničkih gasova) su nastali kao sporedni efekt razvoja spomenute

procedure.

38 Aviation and the Global Atmosphere, Summary for Stakeholders, IPCC, 1999 : 10-1239 http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/sfc.html 40 http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/aturbp.html

19

Iako se čini da je većina dosadašnjih mjera bila potaknuta ekonomskim razlozima

postoje i pozitivni primjeri poput tzv. «CO2 kalkulatora» koji se odnedavno mogu

naći na mnogim međunarodnim aerodromima s ciljem osvještenja putnika i ostalih

korisnika zračnog prometa na koji način pojedinac utiče na emisiju, u ovom slučaju

isključivo CO2, stakleničkih gasova. Ova i slične inicijative ukazuju da se svijest

ljudi o njihovom uticaju na okolinu mijenja te da se u skladu s tim mijenjaju i navike

čovjeka, korisnika zračnog prijevoza.

20

5. ZAKLJUČAK

Kroz razradu problema „SOCIJALNO EKOLOŠKI ASPEKT ISPUŠNIH GASOVA

ZRAKOPLOVA U SUMI STAKLENIČKIH GASOVA U ZEMLJINOJ ATMOSFERI“

dat je prikaz problematike s nastojanjima međunarodne zajednice da pokuša na

različite načine umanji efekt antropogenih gasova koji nastaju kao posljedica

izgaranja pogonskog goriva zrakoplova.

Iako Protokolima iz Montreala i Kyota nije striktno definirana problematika

stakleničkih gasova koje stvaraju zrakoplovi oni se u jednoj mjeri ipak odnose i na

zrakoplove jer je njima predviđeno smanjenje cjelokupne emisije stakleničkih gasova

koji nastaju pod uticajem čovjeka. Inicijative, poput one IPCC – a, koja je imala za

cilj da prikaže stanje emisije stakleničkih gasova koji nastaju od zrakoplova pokazuju

da međunarodna zajednica pokušava da stavi pod nadzor apsolutno sve emisije

antropogenog tipa.

Specijalni izvještaj IPCC – a «Zrakoplovstvo i globalna atmosfera» je po prvi put

prikazao trenutni uticaj zrakoplovstva na emisiju stakleničkih gasova u atmosferi.

Posebno istraživanje uticaja zrakoplovstva je bilo neophodno i iz razloga što samo

zrakoplovi koriste zračni prostor i njihovi ispušni plinovi se u većoj mjeri zadržavaju

u predjelima troposfere i stratosfere te je bilo neophodno dati nužne informacije kako

bi se u sklopu globalne inicijative smanjenja stakleničkih plinova pristupilo izradi i

implementaciji korektivnih mjera koje bi zrakoplovstvo učinile „čistijom“ aktivnošću

od strane čovjeka. Dokazano je da mnogi gasovi, koji nastaju izgaranjem pogonskog

goriva, a koje je fosilnog porijekla kao i većina pogonskih goriva, ne samo da imaju

podjednak uticaj kao i oni ispušteni na / ili blizu zemlje već da imaju dodatni efekt s

obzirom da se ispuštaju na velikim visinama. Pored toga, neki od efekata

zrakoplovstva, poput kondenzacijskih tragova, još uvijek nisu dovoljno istraženi te se

tek radi na ispitivanjima njihovog potencijalnog uticaja na klimatske promjene.

Sasvim sigurno da će porastom prometa doći i do veće emisije stakleničkih gasova u

atmosferu, međutim, uz upotrebu naprednih tehnologija, naprednim upravljanjem

zračnim prometom kao i većom regulacijom zračnog prometa od strane

međunarodnih tijela može se postići umanjenje sume stakleničkih gasova od strane

zrakoplovstva.

Već predložene i planirane mjere od strane čovjeka pokazuju da se ipak odmičemo

od strane isključivo tržišno orijentirane ekonomije, barem djelomično, ka socijalno

ekološkom aspektu koji ima za cilj više prijateljskog raspoloženja do naše okoline.

Danas, u periodu globalizacije, je gotovo nemoguće zamisliti svijet bez

zrakoplovstva, transportne grane koja čini svijet malim, prijevoznog sredstva koje

svakodnevno koriste milioni ljudi.

Hoćemo li se usredotočiti na dobrobit cjelokupnog čovječanstva i ostalih živih

organizama na planeti Zemlji ili ćemo težiti opsesivnom i egoističkom

korporativnom razmišljanju ostaje na čovjeku samom – «homo homini lupus».

6. LITERATURA

Knjige :

- Zelenika, R. (2000). Metodologija i tehnologija izrade znanstvenog i stručnog

djela. Rijeka: Ekonomski fakultet u Rijeci.

Studije:

- Penner E. J i sur. (1999). Aviation and the Global Atmosphere. San Jose: IPCC

Mrežni izvori:

- Aviation and Sustainable Development. (2001). Posjećeno 17.6.2010. na mrežnoj

stranici Ujedinjenih nacija:

http://www.un.org/esa/sustdev/csd/csd9_bp9.pdf

- Basics on Ozone. Posjećeno 17.6.2010. na mrežnoj stranici NASA-e:

http://www.nasa.gov/vision/earth/environment/ozone_hole101.html

- Handbook for the Montreal Protocol on Substances

that Deplete the Ozone Layer - 7th Edition. (2006). Posjećeno 17.6.2010. na

mrežnoj stranici UNEP-a:

http://ozone.unep.org/Publications/MP_Handbook/

Section_1_The_Montreal_Protocol/index.shtml

- Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change.

Posjećeno 17.6.2010. na mrežnoj stranici UNFCCC-a:

http://unfccc.int/essential_background/kyoto_protocol/items/1678.php

- Aviation and the Global Atmosphere. Posjećeno 17.6.2010. na mrežnoj stranici

IPCC-a i GRID – Arendal-a:

http://www.ipcc.ch/ipccreports/sres/aviation/index.php?idp=0

http://www.grida.no/publications/other/ipcc_sr/?src=/climate/ipcc/aviation/

044.htm

- Aircraft Contrails Factsheet. Posjećeno 17.6.2010. na mrežnoj stranici EPA – e:

http://www.epa.gov/oms/regs/nonroad/aviation/contrails.pdf

7. POPIS SKRAĆENICA

BIH Bosna i Hercegovina

ICAO International Civil Aviation Organization (Međunarodna organizacija

za civilno zrakoplovstvo )

IMO International Maritime Organization (Međunarodna organizacija za

pomorstvo)

IPCC Intergovermental Panel on Climate Change (Međuvladin panel o

klimatskim promjenama)

RF Radiative Forcing (poremećaj bilance zračenja)

UN United Nations (Ujedinjeni narodi)

UNEP United Nations Environmental Programme (UN – ov program o

životnoj sredini)

UNFCCC United Nations Framework Convention on Climate Change (Okvirna

konvencija Ujedinjenih nacija o promjeni klime)

WMO World Meteorological Organization (Svjetska meteorološka

organizacija)