Google Research и Breakthrough Energy выбрали American Airlines для исследования стратегий смягчения последствий изменения климата. Авиация играет важную роль в изменении климата, внося около 3.5% в глобальное потепление, вызванное деятельностью человека. Инверсионные следы, искусственные облака, создаваемые самолетами, являются одним из основных факторов, способствующих этой проблеме, поскольку они задерживают тепло в атмосфере Земли. Таким образом, смягчение воздействия авиации на глобальное потепление может сократить до 1% человеческого вклада в изменение климата.
Влияние авиации на изменение климата значительно, поскольку выбросы от самолетов составляют приблизительно 3.5% от общего глобального потепления, вызванного деятельностью человека. Пассажирские самолеты могут создавать инверсионные следы — искусственные облака, образующиеся из кристаллов льда вокруг частиц в выхлопных газах самолетов.
Согласно результатам исследования, проведенного компаниями Breakthrough Energy и Google , ученые считают, что уменьшение количества таких облаков в атмосфере Земли потенциально может замедлить процесс глобального потепления за счет минимизации тепла, удерживаемого в них.
Сокращение инверсионных следов в атмосфере было названо Марком Шапиро , выдающимся специалистом по этой проблеме в компании Breakthrough Energy, наиболее эффективной возможностью для борьбы с изменением климата . Это эквивалентно полному удалению углерода из атмосферы, но стоит всего 10 долларов за тонну или даже меньше.
Используя знания, полученные в результате спутниковых наблюдений, и применяя машинное обучение, авиакомпании могут управлять своими самолетами таким образом, чтобы предотвратить образование инверсионных следов. Для предотвращения образования стойких инверсионных следов крайне важно избегать влажных « зон перенасыщения льдом » в атмосфере. Как правило, это требует изменения высоты полета аналогично тому, что пилоты уже делают для обхода зон турбулентности.
Наука о контроле образования инверсионных следов зародилась в 1940-х годах с целью разработки более малозаметных военных самолетов. Однако в 1990-х годах ученые обнаружили, что перистые облака оказывают согревающее воздействие на атмосферу. Инверсионные следы от самолетов не только образуют эти перистые облака, но и поразительно похожи друг на друга. По данным Межправительственной панели по изменению климата (IPCC), в прошлом году на инверсионные следы приходилось около 35% вклада авиационного сектора в глобальное потепление.
В 2022 году Breakthrough Energy, организация, созданная Биллом Гейтсом с целью продвижения решений в области климата, и исследовательское подразделение Google объединили усилия для разработки новаторского решения после независимого создания моделей для прогнозирования образования инверсионных следов.
См. также : Авиакомпания и ВВС сотрудничают в создании реактивного топлива из воздуха и воды.
Используя данные метеорологического спутника НАСА GOES-16, а также другие ключевые метеорологические индикаторы, их подход поистине революционен. Чтобы предсказать появление мест, благоприятных для образования инверсионных следов, разработчикам потребовалось обучить программное обеспечение машинного обучения , помогая ему идентифицировать инверсионные следы в их наборе данных.
Для проведения практического тестирования продукта обе организации выбрали компанию American Airlines. Прогнозы были включены в программное обеспечение для планирования полетов, используемое пилотами. В период с января по март 2023 года было совершено в общей сложности 70 полетов, в ходе которых пилоты выполняли как модифицированные, так и стандартные маршруты.
Это было сделано для того, чтобы провести ценные сравнения между двумя вариантами. Исследователи пришли к выводу, что их программное обеспечение позволило сократить образование инверсионных следов на 54% за счет анализа спутниковых данных после полетов.
Джилл Бликштейн , вице-президент по устойчивому развитию в США, заявила: «В конечном итоге всем авиакомпаниям придется это сделать — через несколько лет, а не десятилетий».
Стратегии American Airlines по смягчению последствий изменения климата все еще имеют ряд нерешенных вопросов. Дополнительные маневры, в частности, привели к значительному увеличению потребления топлива американцами на 2% , что, по словам Бликштейна, является действительно существенной цифрой, и он сказал: «Мы не относимся к дополнительным расходам легкомысленно. Помимо закупки дополнительного топлива, крайне важно обеспечить, чтобы экологические преимущества от предотвращения образования инверсионных следов превышали сопутствующие выбросы».
Три организации строят масштабные планы по расширению этих экспериментов, привлекая к ним больше авиакомпаний и организаций, занимающихся управлением воздушным движением. В частности, они намерены сосредоточиться на ночных полетах в воздушном пространстве с низкой плотностью , например, на трансатлантических маршрутах. Инверсионные следы, образующиеся в ночное время, оказывают значительно большее влияние на потепление атмосферы Земли.
Внедрение этой технологии в авиакомпаниях — относительно простой процесс, поскольку он включает в себя интеграцию её в качестве дополнительного « слоя метеорологических данных » в существующее программное обеспечение для планирования полетов, как поясняет Шапиро. Однако необходимо тщательно учитывать потенциальное влияние таких новых маневров на воздушное движение. Использование спутниковых данных для оптимизации траекторий полета и снижения расхода топлива сталкивается с препятствиями в координации с авиадиспетчерами.
Коммерческое внедрение этой услуги пока не уточнено. Google и Breakthrough рассматривают её как фундаментальное исследование , подтверждающее их стремление к сокращению выбросов углекислого газа. Бликштейн отмечает, что American Airlines рада участвовать в этом исследовании, подчеркивая, что даже если будут достигнуты какие-либо улучшения в снижении воздействия на климат, это не изменит стремления авиакомпании к достижению нулевых выбросов к 2050 году. Это связано с тем, что имеющиеся данные недостаточно подробны для точного расчета конкретного вклада отдельных авиакомпаний в выбросы углекислого газа.
Цель проекта Breakthrough — создание самодостаточной организации, способной собирать данные о инверсионных следах и предоставлять надежную верификацию. Конечная задача — превращение организации в координационный центр, поддерживаемый авиакомпаниями, по аналогии с Международной ассоциацией авиационной торговли . Это будет место, где будет осуществляться глобальная координация в индустрии авиаперевозок.
Бликштейн говорит: «Мы можем многое сделать, даже имея приблизительную оценку. Потенциал для сокращения вклада человека в глобальное потепление составляет около 1%, если мы просто сможем направлять самолеты в нужные места».
