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1CO2排放量計(jì)算方法

兩個(gè)機(jī)場(chǎng)的距離可以通過兩個(gè)機(jī)場(chǎng)的地理坐標(biāo)利用大圓弧航線距離算法（GCD）來計(jì)算。機(jī)場(chǎng)的坐標(biāo)可以從國(guó)際民航組織位置指示數(shù)據(jù)庫(kù)（ICAOLocationIndicatorsDatabase）得到。設(shè)準(zhǔn)s，λs；準(zhǔn)f，λf分別是起飛機(jī)場(chǎng)和目的機(jī)場(chǎng)的緯度和經(jīng)度，△準(zhǔn)，△λ分別是緯度差和經(jīng)度差當(dāng)距離較小的時(shí)候，上面的公式會(huì)產(chǎn)生很大的舍入誤差，本研究采用一個(gè)較復(fù)雜公式，其適用于地球上所有點(diǎn)之間的距離計(jì)算由于天氣，飛機(jī)中途停留，轉(zhuǎn)接班機(jī)和續(xù)加燃料停頓等原因使得飛機(jī)偏離了直線航道，對(duì)大圓弧航線的航線距離有一定的影響。為了減小這個(gè)影響，通過一個(gè)系數(shù)來校正，這個(gè)系數(shù)是基于出發(fā)地和目的地機(jī)場(chǎng)之間的距離得到CO2排放量可以通過給定航線飛機(jī)的燃油消耗量計(jì)算得到，給定航線飛行計(jì)劃的機(jī)型與燃油消耗數(shù)據(jù)庫(kù)里的機(jī)型進(jìn)行匹配，然后根據(jù)經(jīng)過匹配后的機(jī)型，查找CORINAIR數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的機(jī)型數(shù)據(jù)，直接讀取LTO階段的燃油消耗量，然后利用插值法計(jì)算出巡航階段的消耗量，最后的燃油消耗總量即為以上兩者之和。飛機(jī)的CO2排放主要來自燃油的氧化，航空燃油中化學(xué)元素的構(gòu)成決定了燃油CO2排放指數(shù)。本文采用跨政府氣候變化小組（IPCC）提出的燃油CO2排放指數(shù)（3150g/kg）估算飛機(jī)CO2排放量。不考慮發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，運(yùn)營(yíng)的方式和大氣環(huán)境影響，完整航線的CO2排放量可以用下面公式計(jì)算。

2中國(guó)飛機(jī)CO2排放量計(jì)算

2.1飛機(jī)起降階段（LTO）CO2排放量

LTO階段是飛機(jī)從高空降落到機(jī)場(chǎng)又從機(jī)場(chǎng)起飛至高空的封閉工作過程。其定義為從地表到大氣邊界層頂部高度915m（3000英尺）的地方。國(guó)際民航組織（ICAO）規(guī)定，一個(gè)理想的LTO階段包括四種飛行模式：滑行、起飛、爬升和進(jìn)近LTO各階段飛行時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)推力等級(jí)與機(jī)型無關(guān)，基于LTO狀態(tài)下的時(shí)間和推力等級(jí)數(shù)據(jù)，I-CAO發(fā)動(dòng)機(jī)排放數(shù)據(jù)庫(kù)提供了在海平面15℃條件下，LTO各個(gè)飛行模式下的基準(zhǔn)燃油流量，結(jié)合LTO階段的飛行時(shí)間，可以估算LTO階段的燃油消耗量。以CFM56-7B26發(fā)動(dòng)機(jī)為例。

2.2巡航階段的CO2排放量

LTO階段的耗時(shí)T1=32.9分鐘是個(gè)固定常數(shù)。關(guān)于巡航階段的燃油消耗率，本文用中國(guó)民用航空總局規(guī)劃發(fā)展司編寫的《從統(tǒng)計(jì)看民航（2007-2011）》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的客座率、某種型號(hào)飛機(jī)平均航班飛行時(shí)間和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)類型比例對(duì)統(tǒng)計(jì)得到的燃油消耗率進(jìn)行修正，最后得到本文中巡航燃油消耗率。從2006年到2010年，我國(guó)B737-800平均耗油率為2441kg/h，廣州到鄭州的平均客座率（77%）和B737-800全國(guó)平均客座率（76.3%）相差不大，B737-800在我國(guó)主要用于中程航線運(yùn)輸，運(yùn)行航線平均長(zhǎng)度1100公里，飛行時(shí)間兩個(gè)小時(shí)，結(jié)合LTO階段燃油消耗計(jì)算結(jié)果，對(duì)平均耗油率進(jìn)行修正得到巡航耗油率為2760kg/h。分別求出LTO階段的CO2排放量和巡航時(shí)飛機(jī)的排放量，二者相加得到我國(guó)飛機(jī)完整航線的CO2排放量。

3計(jì)算結(jié)果分析

從廣州飛往鄭州的航班為計(jì)算對(duì)象，根據(jù)各大航空公司公布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到B737-800在這個(gè)航段的平均飛行時(shí)間為135分鐘。分別利用以上兩種計(jì)算完整航段的CO2排放量得兩種方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，LTO階段飛機(jī)CO2排放量相差不大（10%以內(nèi)），巡航階段CO2排放量相差比較大（大于10%）。這兩種算法中利用的數(shù)據(jù)庫(kù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都是經(jīng)過很多架次飛機(jī)多次飛行統(tǒng)計(jì)而來，具有一定的準(zhǔn)確性。對(duì)于本文計(jì)算得到CO2排放量差值，主要是由于我國(guó)空域限制，空中交通管制，機(jī)場(chǎng)數(shù)量、等級(jí)條件限制使得飛機(jī)實(shí)際飛行航線不是機(jī)場(chǎng)到機(jī)場(chǎng)的直線飛行，而是曲折飛行，使得出發(fā)機(jī)場(chǎng)到目的地機(jī)場(chǎng)的實(shí)際飛行距離大于大圓弧航線計(jì)算距離。

作者：閆國(guó)華吳鵬單位：中國(guó)民航大學(xué)