Google Research und Breakthrough Energy haben American Airlines ausgewählt, um Strategien zur Eindämmung des Klimawandels zu erforschen. Der Flugverkehr spielt eine wichtige Rolle beim Klimawandel und trägt rund 3.5 % zur vom Menschen verursachten globalen Erwärmung bei. Kondensstreifen, die von Flugzeugen erzeugten künstlichen Wolken, sind einer der Hauptfaktoren, da sie Wärme in der Erdatmosphäre einschließen. Durch die Eindämmung der Auswirkungen des Flugverkehrs auf die globale Erwärmung kann der menschliche Beitrag zum Klimawandel um bis zu 1 % reduziert werden.
Die Auswirkungen der Luftfahrt auf den Klimawandel sind erheblich, da allein die Emissionen von Flugzeugen etwa 3.5 % der gesamten durch menschliche Aktivitäten verursachten globalen Erwärmung ausmachen. Flugzeuge können Kondensstreifen erzeugen, künstliche Wolken, die durch Eiskristalle um Partikel im Abgas entstehen.
Wissenschaftler glauben, dass eine Reduzierung dieser Wolken in der Erdatmosphäre den Prozess der globalen Erwärmung möglicherweise verlangsamen könnte , indem die in ihnen eingeschlossene Wärme minimiert wird, so die Ergebnisse von Forschern von Breakthrough Energy und Google.
Die Reduzierung von Kondensstreifen wurde von Marc Shapiro , dem renommierten Experten für Kondensstreifen bei Breakthrough Energy, als die wirkungsvollste uns bekannte Klimaschutzmaßnahme bezeichnet . Sie entspricht der vollständigen Eliminierung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre und kostet lediglich 10 Dollar pro Tonne oder sogar weniger.
Durch die Nutzung von Erkenntnissen aus Satellitenbeobachtungen, unterstützt durch maschinelles Lernen, können Fluggesellschaften ihre Flugzeuge so steuern, dass die Bildung von Kondensstreifen verhindert wird. Um die Entstehung von dauerhaften Kondensstreifen zu vermeiden, ist es entscheidend , die feuchten, eisgesättigten Bereiche der Atmosphäre zu meiden . Dies erfordert in der Regel eine Anpassung der Flughöhe, ähnlich wie Piloten sie bereits zur Vermeidung von Turbulenzen anwenden.
Die Forschung zur Kondensstreifenkontrolle begann in den 1940er Jahren mit dem Ziel, schwer ortbare Militärflugzeuge zu entwickeln. In den 1990er Jahren entdeckten Wissenschaftler jedoch, dass Zirruswolken einen wärmenden Effekt auf die Atmosphäre haben. Flugzeugkondensstreifen können nicht nur solche Zirruswolken bilden, sondern diese ähneln sich auch auffallend. Laut dem Weltklimarat (IPCC) trugen Kondensstreifen im vergangenen Jahr zu etwa 35 % der globalen Erwärmung durch den Luftfahrtsektor bei.
Im Jahr 2022 schlossen sich Breakthrough Energy, eine von Bill Gates mit dem Ziel gegründete Organisation zur Förderung von Klimalösungen, und die Forschungsabteilung von Google zusammen, um eine bahnbrechende Lösung zu entwickeln, nachdem sie unabhängig voneinander Modelle zur Vorhersage der Kondensstreifenbildung erstellt hatten.
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Durch die Nutzung von Daten des NASA-Wettersatelliten GOES-16 und anderer wichtiger Wetterindikatoren ist ihr Ansatz wahrhaft revolutionär. Um kondensstreifengefährdete Gebiete vorherzusagen, mussten die Entwickler die Software für maschinelles Lernen trainieren, indem sie ihr halfen, Kondensstreifen in ihrem Datensatz zu identifizieren.
Für einen Praxistest wählten die beiden Organisationen American Airlines aus. Die Prognosen wurden in die Flugplanungssoftware der Piloten integriert. Von Januar bis März 2023 wurden insgesamt 70 Flüge durchgeführt, bei denen die Piloten sowohl modifizierte als auch Standardrouten flogen.
Dies geschah, um aussagekräftige Vergleiche zwischen den beiden Systemen zu ermöglichen. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass ihre Software die Kondensstreifenbildung um 54 % reduzieren konnte , indem sie Satellitendaten nach den Flügen auswerteten.
Jill Blickstein , Vizepräsidentin für Nachhaltigkeit bei American Airlines, sagte: „Alle Fluggesellschaften werden das irgendwann tun müssen – in Jahren, nicht Jahrzehnten.“
Die Klimaschutzstrategien von American Airlines weisen noch einige ungelöste Probleme auf. Die zusätzlichen Flugmanöver führten insbesondere zu einem signifikanten Anstieg des Treibstoffverbrauchs der amerikanischen Passagiere um 2 Prozent – eine Zahl, die Blickstein als gravierend bezeichnet und dazu sagt: „Wir nehmen zusätzliche Kosten nicht auf die leichte Schulter. Neben dem Kauf von mehr Treibstoff ist es entscheidend sicherzustellen, dass die ökologischen Vorteile der Vermeidung von Kondensstreifen die damit verbundenen Emissionen überwiegen.“
Die drei Organisationen planen, diese Experimente auszuweiten und weitere Fluggesellschaften und Flugsicherungsbehörden einzubeziehen. Ihr Fokus liegt dabei insbesondere auf Nachtflügen in dünn besiedelten Lufträumen , wie beispielsweise auf Transatlantikrouten. Kondensstreifen, die sich nachts bilden, tragen wesentlich stärker zur Erwärmung der Erdatmosphäre bei.
Die Einführung dieser Technologie bei Fluggesellschaften ist laut Shapiro ein relativ einfacher Prozess, da sie lediglich als zusätzliche „ Wetterdatenebene “ in die bestehende Flugplanungssoftware integriert wird. Allerdings muss der potenzielle Einfluss solcher neuen Manöver auf den Flugverkehr sorgfältig geprüft werden. Die Nutzung von Satellitendaten zur Optimierung von Flugrouten und zur Reduzierung des Treibstoffverbrauchs stieß in der Abstimmung mit der Flugsicherung auf Schwierigkeiten.
Die kommerzielle Nutzung dieses Dienstes ist noch nicht geklärt. Google und Breakthrough betrachten ihn als Grundlagenforschung , die ihr Engagement für die Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks unterstreicht. Blickstein erwähnt, dass American Airlines sich über die Teilnahme an dieser Forschung freut und betont, dass selbst etwaige Verbesserungen bei der Reduzierung der Klimabelastung das Ziel der Fluggesellschaft, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen, nicht verändern würden. Dies liegt daran, dass die verfügbaren Daten nicht detailliert genug sind, um den spezifischen Beitrag der Kondensstreifen einer einzelnen Fluggesellschaft präzise zu berechnen.
Breakthrough verfolgt die Vision , eine unabhängige Organisation zu etablieren, die Kondensstreifendaten sammelt und verlässliche Verifizierungen anbietet. Langfristig soll die Organisation, ähnlich der International Airline Trade Association ( IATA), als Clearingstelle fungieren und von Fluggesellschaften unterstützt werden . Sie soll ein zentraler Ort für die globale Koordination der Luftfahrtindustrie werden.
Blickstein sagt: „Auch mit einer groben Schätzung können wir viel erreichen. Das Potenzial besteht, den menschlichen Beitrag zur globalen Erwärmung um etwa 1 % zu reduzieren, wenn wir die Flugzeuge nur an den richtigen Orten einsetzen.“
