Điều chỉnh đường bay có thực sự giúp giảm nóng lên toàn cầu?

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, ngành hàng không thường được xem là một trong những lĩnh vực khó “xanh hóa” nhất.

Máy bay phản lực hiện đại vẫn phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nhiên liệu hóa thạch và pin hay hydro, ít nhất trong tương lai gần, chưa thể thay thế để vận hành những chiếc máy bay thân rộng chở hàng trăm hành khách.

Chính vì vậy, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã tập trung vào việc hạn chế các đám mây do máy bay tạo ra, còn gọi là vệt ngưng tụ.

Thoạt nhìn, đây dường như là một “giải pháp khí hậu hoàn hảo”. khi chỉ cần thay đổi độ cao hoặc quỹ đạo bay là có thể giảm đáng kể tác động làm ấm Trái Đất.

Tuy nhiên, các nghiên cứu mới đây lại cho thấy câu chuyện phức tạp hơn rất nhiều và lợi ích khí hậu của việc tránh vệt ngưng tụ có thể đã bị đánh giá quá cao trong quá khứ.

Vệt ngưng tụ là gì và vì sao chúng gây lo ngại?

Khi nhiên liệu được đốt cháy trong động cơ phản lực, quá trình này tạo ra khí carbon dioxide (CO₂), hơi nước và các hạt muội than siêu nhỏ.

Ở độ cao hành trình, thường là tầng đối lưu trên, không khí rất lạnh. Hơi nước từ động cơ nhanh chóng ngưng tụ quanh các hạt muội và đóng băng, tạo thành những dải mây trắng kéo dài phía sau máy bay, gọi là vệt ngưng tụ.

Hầu hết các vệt ngưng tụ bay hơi nhanh, nhưng trong điều kiện độ ẩm cao (bão hòa hơi nước), các tinh thể băng sẽ phát triển, lan rộng thành mây ti tầng do vệt ngưng tụ (contrail cirrus).

Trong nhiều thập kỷ, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, những đám mây này nhìn chung gây hiệu ứng nóng lên toàn cầu. Cơ chế khá giống với CO₂: chúng cho phép phần lớn ánh sáng Mặt Trời đi qua nhưng lại hấp thụ hiệu quả bức xạ hồng ngoại phát ra từ bề mặt Trái Đất, khiến nhiệt bị giữ lại trong bầu khí quyển. Hiệu ứng này đặc biệt rõ rệt vào ban đêm, khi mây không còn khả năng phản xạ ánh sáng Mặt Trời mà chỉ đóng vai trò giữ nhiệt.

Một số nghiên cứu trước đây thậm chí cho rằng, tác động làm ấm của mây vệt ngưng tụ có thể lớn gấp ba lần so với lượng CO₂ do máy bay phát thải. Chính kết luận này đã thúc đẩy sự quan tâm mạnh mẽ đối với ý tưởng điều chỉnh đường bay.

Từ ý tưởng hấp dẫn đến các thử nghiệm thực tế

Trước triển vọng giảm nhanh "dấu chân khí hậu" của hàng không, nhiều nhà hoạch định chính sách và doanh nghiệp đã nhanh chóng ủng hộ chiến lược tránh vệt ngưng tụ. Các thử nghiệm quy mô nhỏ bắt đầu được triển khai vào đầu thập niên này.

Các thử nghiệm năm 2021 của Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) và năm 2023 của Google phối hợp với American Airlines cho thấy, phi công có thể điều chỉnh quỹ đạo để tránh các vùng khí quyển dễ hình thành mây ti tầng.

Kết quả ban đầu cho thấy, việc điều chỉnh đường bay là khả thi về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, độ chính xác của các mô hình dự báo lại là một vấn đề lớn. Theo Denis Vida, nhà khoa học hành tinh tại Đại học Western, trong một số trường hợp, các mô hình chỉ dự đoán đúng vị trí hình thành vệt ngưng tụ khoảng 20% thời gian.

Nguyên nhân chủ yếu là do thiếu dữ liệu quan trắc trực tiếp ở độ cao hành trình - một “lỗ hổng” lớn trong nghiên cứu về vệt ngưng tụ.

Cuộc săn tìm dữ liệu trên bầu trời

Để giải quyết tình trạng thiếu dữ liệu, dự án khoa học công dân Global Meteor Network của Denis Vida đã thu thập một khối lượng thông tin đáng kể từ hơn 1.000 camera an ninh giá rẻ trên khắp thế giới để theo dõi các thiên thạch sáng - những camera này cũng rất phù hợp để quan sát vệt ngưng tụ.

Từ phát hiện đó, mạng lưới này bắt đầu vận hành camera 24/7 để ghi lại sự xuất hiện và biến đổi của vệt ngưng tụ. Dữ liệu thu thập được sẽ làm nòng cốt để xây dựng ContrailBench, một bộ dữ liệu do Google và các đối tác phát triển nhằm huấn luyện các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) dự báo vệt ngưng tụ chính xác hơn.

Song song với nỗ lực cải thiện dữ liệu, các thử nghiệm tránh vệt ngưng tụ cũng được mở rộng. Năm ngoái, theo yêu cầu của Chính phủ Đức, DLR đã tiến hành một chương trình thử nghiệm với 100 chuyến bay cùng 4 hãng hàng không.

Năm nay, Trung tâm Kiểm soát không lưu khu vực trên Maastricht - đơn vị quản lý không phận ở Tây Bắc Đức và các nước thuộc Benelux (Bỉ, Hà Lan, Luxembourg) - đang phối hợp với Google để kiểm tra khả năng của AI trong việc phát hiện các tầng khí quyển trông có vẻ quang đãng nhưng thực chất lại bão hòa hơi nước, tạo điều kiện cho vệt ngưng tụ phát triển mạnh.

Những phát hiện làm lung lay giả định ban đầu

Dù các nỗ lực kỹ thuật ngày càng được cải thiện, một loạt nghiên cứu gần đây lại đặt dấu hỏi lớn về lợi ích khí hậu của việc tránh vệt ngưng tụ. Theo David Lee, nhà khoa học khí hậu tại Đại học Manchester Metropolitan, vẫn còn rất nhiều kẽ hở liên quan đến vấn đề này, cũng như tác động khí hậu của các đám mây này hóa ra không hề đơn giản.

Một nghiên cứu quan trọng do Andreas Petzold và các cộng sự thực hiện đã phân tích bảy năm dữ liệu từ dự án IAGOS, thu thập bằng các cảm biến gắn trên 10 máy bay thương mại. Kết quả cho thấy hơn 80% mây ti tầng do vệt ngưng tụ không hình thành trong bầu trời quang đãng, mà ngay tại các khu vực đã có mây sẵn.

Điều này có ý nghĩa lớn đối với khí hậu. Khi vệt ngưng tụ làm dày thêm các đám mây hiện hữu, chúng có thể tăng khả năng phản xạ ánh sáng Mặt Trời của mây.

Trong một số trường hợp, hiệu ứng phản xạ này thậm chí có thể đảo ngược tác động từ làm ấm sang làm mát. “Nếu độ che phủ mây đã dày, việc tránh vệt ngưng tụ có thể không đáng”, Petzold cảnh báo.

Khi mô hình khí hậu cho kết quả bất ngờ

Tháng 4/2025, một nghiên cứu khác của DLR đăng trên Journal of Climate đã tiếp cận vấn đề từ một góc nhìn mới.

Thay vì chỉ tính toán lượng bức xạ bị chặn hay hấp thụ, nhóm nghiên cứu sử dụng mô hình khí hậu để đánh giá trực tiếp mức độ ấm lên bề mặt Trái Đất do mây vệt ngưng tụ gây ra.

Họ xây dựng hai kịch bản giả định, một kịch bản trong đó nồng độ CO₂ tăng nhưng không có vệt ngưng tụ và một kịch bản ngược lại. Kết quả cho thấy, tác động làm ấm của vệt ngưng tụ chỉ vào khoảng hai phần ba so với CO₂, thấp hơn đáng kể so với những ước tính trước đây.

Một nguyên nhân khả thi được chỉ ra là sự khác biệt trong cách các loại khí thải ảnh hưởng đến mây. CO₂ gia tăng có xu hướng làm suy giảm các đám mây thấp phản xạ ánh sáng, qua đó dẫn đến tình trạng nóng lên.

Ngược lại, mây ti tầng do vệt ngưng tụ không gây ra hiệu ứng này, thậm chí còn có thể làm tăng tổng độ che phủ của các đám mây phản xạ.

David Lee, người từng chủ trì nghiên cứu năm 2021 với kết luận về tác động lớn hơn của vệt ngưng tụ thừa nhận rằng, những kết quả mới này khác xa kết quả của nghiên cứu trước. Ông nhấn mạnh đây không phải là mâu thuẫn, mà là hệ quả tự nhiên của sự tiến bộ trong hiểu biết khoa học.

Có nên tiếp tục tránh vệt ngưng tụ?

Trước những phát hiện trái chiều, câu hỏi đặt ra là ngành hàng không có nên tiếp tục theo đuổi chiến lược tránh vệt ngưng tụ hay không?

Sebastian Eastham, nhà nghiên cứu hàng không bền vững tại Đại học Imperial College London, tỏ ra thận trọng. Trong một nghiên cứu công bố gần đây, ông và các cộng sự so sánh hai mô hình hàng đầu về hình thành vệt ngưng tụ và nhận thấy sự khác biệt lớn giữa chúng. Theo Eastham, điều này cho thấy hiện nay gần như không thể xác định chính xác vệt ngưng tụ nào gây hại nhất cho khí hậu.

Tuy vậy, ông không cho rằng vệt ngưng tụ có thể bị bỏ qua hoàn toàn. Ngay cả khi tác động của chúng nhỏ hơn so với ước tính trước đây, chúng vẫn góp phần vào hiện tượng nóng lên toàn cầu. Theo Eastham, các hãng hàng không nên chỉ thực hiện tránh vệt ngưng tụ trong những trường hợp chắc chắn và rõ ràng, đồng thời phải đảm bảo việc điều chỉnh đường bay không làm tiêu tốn thêm quá nhiều nhiên liệu - nguyên nhân trực tiếp làm tăng phát thải CO₂ lâu dài./.

TC