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为了让你更好地感受我们正在讨论的这类化学物质，我们来认识一下辛烷（octane）。和所有的分子一样，辛烷由许许多多的原子构成，原子中的带电粒子相互作用使它们紧密地聚合在一起。如果你能亲眼看到一个辛烷分子，你会发现它的分子结构呈长条形：8个碳原子附带着18个氢原子。通常，我们对“辛烷”这个名字的了解来自于描述汽油等级的一个术语“高辛烷值”（high octane）。高辛烷值和燃料中辛烷的含量其实没有关系，它指的是与标准的含辛烷燃料相比，某燃料抗爆震（anti—knocking）的能力（爆震是指引擎燃烧过程中产生的异常燃烧现象）。
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对于航空产业来说，燃料油的益处举不胜举。飞机操控的关键之一是重量，而单位重量的航空燃料可释放出巨大的能量。要了解这一点，只要看看航空燃料和电池有什么不同就好了。假设我们正在使用高技术含量的电脑电池，将近1吨这样的电池才能释放出和10千克航空燃料等值的热量。这也是为什么我们在短时间内不会看到有充电飞机。
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航空燃料极好地压缩了能量，它每千克产生的能量是等量三硝基甲苯（TNT）爆炸时的15倍。这听起来似乎有些令人难以置信。TNT之所以可以成为一种炸药，并不是因为它贮存了巨大的能量，而是它能在极短时间内迅速燃烧。虽然一支TNT爆炸时产生的能量远远小于同等质量的航空燃料，但是这个过程却是在短短的一瞬间完成的。当TNT被引爆时，释放出大量的热能会同时产生高温高压气体，正是这些高温高压气体导致了爆炸性的破坏。
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和道路交通运输或电力发电不同，飞机很难不依赖石油，转而采用一种更加环保的能源，即便是在将来可能也会如此。作为最简单的化学元素之一，氢提供了一种可能性。氢气本身并不能成为一种能源，因为在你使用它之前，必须得先把它制造出来。不过，氢能提供一种优于石油的能源转换新途径，因为当它燃烧时，唯一的排放物只有水蒸气。
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在电能充足的条件下，只用水就可以制造出氢气。只要电能产自清洁能源，氢气自然就是绿色燃料了。比起航空燃料，每千克氢气储存的能量更多——差不多是航空燃料的3倍，这应该是这种简单气体最大的优点了吧。不过也有一个问题，氢气很占地方。它也许不如石油重，但是作为一种压缩气体，氢气所占的空间却要比石油高出6倍。对于一架已经塞得满满当当的飞机来说，要携带氢气是难上加难啊。
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也许，当石油越来越少，人们会将之保留起来专门留作飞行之用，即使到了万不得已的地步，我们还掌握着费—托法（Fisher—Tropsch process），它能把煤转化成石油。这门技术是第二次世界大战时在德国发展起来的，当时的德军被切断了石油供给。这项技术十分重要，因为就拿美国来说，它拥有的煤还能用上几百年，如果石油出现短缺，煤就可以派上用场了。
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到目前为止，这项技术还没有投入使用。部分原因是它会造成污染，还需要进一步完善以减少碳的排放量。另一个原因是，这样的工厂造价很高——虽然一旦建立起来，生产出的每桶石油价格仅为50美元左右，远远低于2005—2009年间石油的平均售价。
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我们总是能听到关于飞行的负面说法，说它的碳排放是多么多么大。这是因为二氧化碳是温室气体，会导致全球变暖。但是别忘了，就碳本身而言，它并不是一种有害的物质。这个简单的物质组成了生命最基本的要素。碳非常容易与其他元素结合，组成长链条的分子——没有碳的这一性质，就没有蛋白质、DNA和其他复杂的分子，而正是它们让生命的诞生有了可能。没有碳，就没有人类。
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不过就算这样，二氧化碳是温室气体的事实还是无法否认的。不过，温室效应难道就没有一丁点儿好处吗？真的是这样的吗？
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飞行中的科学 温室效应好的一面
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总是有人告诉我们，温室效应是多么可怕。实际上，我们每天都会听到要减少二氧化碳排放的呼声，皆因二氧化碳是温室气体，会导致全球变暖。变暖是不假——如今的大气层中的确含有太多二氧化碳了——不过，我们也不能就此认定二氧化碳是个坏东西，是它让我们活着。
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图3 温室效应:温室气体的作用类似于单向反射的镜面
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在温室效应中，二氧化碳和水蒸气、甲烷这样的温室气体一道起到了单向反射镜的作用。大部分太阳的辐射都能到达地面，地表在接受了太阳能以后，以红外线的形式再向外辐射，红外线的能量低于来自太阳的可见光，向外辐射的能量一部分会被大气层中的二氧化碳分子吸收。几乎是在同时，二氧化碳分子重新释放出能量。这其中的一部分能量会回到宇宙中去，而剩下的则全部返回地面，使地表温度升高。
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金星就是一个温室效应泛滥的星球，大气层中二氧化碳的含量高达97%。在这里，平均气温为480摄氏度，最高气温可以升至600摄氏度，这使金星成为太阳系中最热的星球。
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在人类还没有开始大量地向大气层中排放二氧化碳之前，地球上的温室效应维持在一个正常的水平。如果离开了温室效应，地球上的平均气温很可能会跌至零下18摄氏度，比当前的实际气温低了30多度呢。地球将无比寒冷，而生命也将不复存在。如果离开了温室效应，地球上唯一有可能存在生命的地方也许只有海底的地热出口周围了。
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飞行中的科学 绿色飞行
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我们无法逃避这样一个事实，在所有出行工具中，飞机的碳排放量最大——尽管温室气体也有益处，但我们实在不需要更多了。拿一趟从欧洲至美国的长途飞行来说，每位乘客将排放2．5吨左右的二氧化碳，这相当于一辆普通汽车行驶15000千米所产生的碳排放量。如果你乘坐的是商务舱，你的碳排放量会更大，将有4吨之多。对于头等舱的乘客来说，则能达到5吨（这是因为比起普通舱的乘客来说，他们的座位所占的空间更大）。
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如果你想做点什么事来抵消飞行中释放的温室气体，那就来了解一下碳补偿计划吧。碳补偿计划涵盖了可再生能源的建设，如风力发电机、潮汐发电机，对于那些目前还在使用非清洁能源的地区来说，这是最需要不过的了。这远比植树来得更加有效。从保持生物多样性的角度来说，植树毫无疑问是十分有意义的，但实际上，树木吸收碳的过程十分缓慢——我们需要的是快速地减少碳，而不是花上一百年来等待它的效果——而且很遗憾的是，树木通常也会枯死，当它们死亡时，则开始释放二氧化碳，而不是吸收大气中的碳。
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