Divisão de Engenharia Civil Ano: 2025
(Turma 2025, TGs 2025)
Analysis of flight contrail formation in the brazilian airspace (pdf 16,0 MB)
Autor: Matheus Vasconcelos Vilela
Orientador(es): Instrutora Mayara Condé Rocha Murça
Relator(es): Evandro José da silva
Ano: 2025
Resumo:
O impacto ambiental da aviação estende-se além das emissões de dióxido de carbono (CO2) provenientes da combustão de combustíveis e inclui significativos efeitos não-CO2. Entre estes, a formação de trilhas de condensação e nuvens cirrus, impulsionada pela condensação de vapor d'água na exaustão de aeronaves em grandes altitudes, destaca-se como um dos principais contribuintes para o forçamento radiativo total da aviação, resultando em um efeito líquido de aquecimento no clima da Terra. Este estudo investiga o fenômeno das trilhas de condensação no espaço aéreo brasileiro e discute potenciais estratégias e desafios para a mitigação de seus impactos ambientais. Utilizando um ano de dados de trajetórias de voo e meteorológicos, conduzimos uma análise espaço-temporal da ocorrência de trilhas de condensação ao longo das principais rotas domésticas, fornecendo novas perspectivas sobre o desempenho ambiental do tráfego aéreo brasileiro. Constatamos que trilhas de condensação persistentes provavelmente se formaram em 17,5% dos voos analisados, surgindo em vastas áreas e inclusive em regiões de baixa latitude. Os resultados também destacam a forte variabilidade sazonal e o comportamento não linear dos impactos das trilhas. Com base nesta avaliação fundamentada em dados, propomos novos indicadores de desempenho para o monitoramento de trilhas de condensação e avaliamos a contribuição potencial de estratégias de prevenção (avoidance) para a mitigação de seu impacto ambiental. Em última análise, este trabalho contribui para uma melhor compreensão das emissões não-CO2 no espaço aéreo doméstico e apoia esforços para aprimorar o desempenho ambiental global da aviação brasileira. Abstract:
Aviation's environmental impact extends beyond carbon dioxide (CO2) emissions from fuel combustion and includes significant non-CO2 effects. Among these, the formation of contrails and cirrus clouds driven by the condensation of water vapor in aircraft exhaust at high altitudes stands out as a major contributor to aviation's overall radiative forcing, leading to a net warming effect on the Earth's climate. This study investigates the contrail phenomenon within the Brazilian airspace and discusses potential strategies and challenges for mitigating its environmental impacts. Using one year of flight trajectory and meteorological data, we conduct a spatiotemporal analysis of contrail occurrence along major domestic routes, providing novel insights into the environmental performance of Brazilian air traffic. We find that persistent contrails likely formed for 17.5% of the analyzed flights, appearing across wide areas and even in low-latitude regions. The results also highlight the strong seasonal variability and non-linear behavior of contrail impacts. Based on this data-driven assessment of contrail formation, we propose new performance indicators for contrail monitoring and evaluate the potential contribution of contrail-avoidance strategies for environmental impact mitigation. Ultimately, this work contributes to a better understanding of non-CO2 emissions in the domestic airspace and supports efforts to improve the overall environmental performance of Brazilian aviation.
