初研飞机废气的排放

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1CO2排放量计算方法

两个机场的距离可以通过两个机场的地理坐标利用大圆弧航线距离算法（GCD）来计算。机场的坐标可以从国际民航组织位置指示数据库（ICAOLocationIndicatorsDatabase）得到。设准s，λs；准f，λf分别是起飞机场和目的机场的纬度和经度，△准，△λ分别是纬度差和经度差当距离较小的时候，上面的公式会产生很大的舍入误差，本研究采用一个较复杂公式，其适用于地球上所有点之间的距离计算由于天气，飞机中途停留，转接班机和续加燃料停顿等原因使得飞机偏离了直线航道，对大圆弧航线的航线距离有一定的影响。为了减小这个影响，通过一个系数来校正，这个系数是基于出发地和目的地机场之间的距离得到CO2排放量可以通过给定航线飞机的燃油消耗量计算得到，给定航线飞行计划的机型与燃油消耗数据库里的机型进行匹配，然后根据经过匹配后的机型，查找CORINAIR数据库中相应的机型数据，直接读取LTO阶段的燃油消耗量，然后利用插值法计算出巡航阶段的消耗量，最后的燃油消耗总量即为以上两者之和。飞机的CO2排放主要来自燃油的氧化，航空燃油中化学元素的构成决定了燃油CO2排放指数。本文采用跨政府气候变化小组（IPCC）提出的燃油CO2排放指数（3150g/kg）估算飞机CO2排放量。不考虑发动机型号，运营的方式和大气环境影响，完整航线的CO2排放量可以用下面公式计算。

2中国飞机CO2排放量计算

2.1飞机起降阶段（LTO）CO2排放量

LTO阶段是飞机从高空降落到机场又从机场起飞至高空的封闭工作过程。其定义为从地表到大气边界层顶部高度915m（3000英尺）的地方。国际民航组织（ICAO）规定，一个理想的LTO阶段包括四种飞行模式：滑行、起飞、爬升和进近LTO各阶段飞行时间和发动机推力等级与机型无关，基于LTO状态下的时间和推力等级数据，I-CAO发动机排放数据库提供了在海平面15℃条件下，LTO各个飞行模式下的基准燃油流量，结合LTO阶段的飞行时间，可以估算LTO阶段的燃油消耗量。以CFM56-7B26发动机为例。

2.2巡航阶段的CO2排放量

LTO阶段的耗时T1=32.9分钟是个固定常数。关于巡航阶段的燃油消耗率，本文用中国民用航空总局规划发展司编写的《从统计看民航（2007-2011）》的统计数据进行估算。根据统计的客座率、某种型号飞机平均航班飞行时间和飞机发动机类型比例对统计得到的燃油消耗率进行修正，最后得到本文中巡航燃油消耗率。从2006年到2010年，我国B737-800平均耗油率为2441kg/h，广州到郑州的平均客座率（77%）和B737-800全国平均客座率（76.3%）相差不大，B737-800在我国主要用于中程航线运输，运行航线平均长度1100公里，飞行时间两个小时，结合LTO阶段燃油消耗计算结果，对平均耗油率进行修正得到巡航耗油率为2760kg/h。分别求出LTO阶段的CO2排放量和巡航时飞机的排放量，二者相加得到我国飞机完整航线的CO2排放量。

3计算结果分析

从广州飞往郑州的航班为计算对象，根据各大航空公司公布的数据统计得到B737-800在这个航段的平均飞行时间为135分钟。分别利用以上两种计算完整航段的CO2排放量得两种方法计算结果进行比较，LTO阶段飞机CO2排放量相差不大（10%以内），巡航阶段CO2排放量相差比较大（大于10%）。这两种算法中利用的数据库和统计数据都是经过很多架次飞机多次飞行统计而来，具有一定的准确性。对于本文计算得到CO2排放量差值，主要是由于我国空域限制，空中交通管制，机场数量、等级条件限制使得飞机实际飞行航线不是机场到机场的直线飞行，而是曲折飞行，使得出发机场到目的地机场的实际飞行距离大于大圆弧航线计算距离。

作者：闫国华吴鹏单位：中国民航大学