Mit KI gegen Erderwärmung: Kondensstreifen verhindern

Ein Konsortium aus der britischen Regierung, führenden Forschungseinrichtungen und dem Technologiekonzern Google startet einen weltweit einmaligen Großversuch für klimaschonenderes Fliegen. Unter dem Namen «Operation Blue Skies» soll über dem Nordatlantik getestet werden, wie die Entstehung klimaschädlicher Kondensstreifen im regulären Flugbetrieb gezielt vermieden werden kann.

Klimawirkung durch künstliche Wärmedecken

Kondensstreifen entstehen, wenn heißer Wasserdampf aus Triebwerken in der kalten, feuchten oberen Atmosphäre an Rußpartikeln gefriert. Während sich viele dieser Spuren rasch auflösen, bleiben manche als künstliche Schleierwolken über Stunden bestehen und fangen wie eine dämmende Decke die von der Erde abgestrahlte Wärme ein. Schätzungen zufolge ist dieser Effekt für rund ein Drittel der gesamten Klimawirkung der Luftfahrt verantwortlich.

Minimale Höhenkorrekturen statt weiter Umwege

Die Vermeidung von Kondensstreifen gilt in der Forschung als einer der schnellsten und kosteneffizientesten Hebel im Klimaschutz, da die dafür anfälligen Atmosphärenschichten in der Höhe meist eng begrenzt sind. Flugzeuge müssen daher keine weiten Umwege fliegen: Häufig reichen minimale Anpassungen der Flughöhe von wenigen hundert Metern aus, um die feuchten Zonen zu über- oder unterfliegen und die Bildung beständiger Wolken komplett zu verhindern.

Künstliche Intelligenz als Navigations- und Kontrollhilfe

Um diese kritischen Bereiche verlässlich vorherzusagen, spielt Künstliche Intelligenz eine Schlüsselrolle. Google trainiert KI-Modelle mit umfangreichen Wetter-, Atmosphären- und Flugdaten, um präzise Prognosen darüber zu erstellen, in welchen Höhenbändern und Korridoren sich Kondensstreifen bilden würden. Diese Vorhersagen ermöglichen es den Fluglotsen, gezielt nur jene wenigen Flüge minimal umzuleiten, bei denen eine Höhenkorrektur den größten messbaren Nutzen für das Klima bringt. Zudem überwachen KI-Algorithmen im Nachgang Satellitenaufnahmen des Atlantiks, um den Erfolg der Ausweichmanöver zu überprüfen.

Ian Jopson von der Flugsicherung NATS sagte, die Flugsicherheit stehe während des gesamten Versuchs an oberster Stelle. «Höhenkorrekturen zur Vermeidung von Kondensstreifen werden ausschließlich dann angewiesen, wenn sie absolut sicher und betrieblich problemlos machbar sind. Bei den geringsten operativen Bedenken unterbleibt das Manöver.» Um Risiken auszuschließen und die Arbeitsbelastung der Fluglotsen nicht zu erhöhen, greift das Projekt auf Standardprozeduren der Flugsicherung zurück, wie sie tagtäglich auch bei Turbulenzen, Unwettern oder zur Wahrung von Sicherheitsabständen eingesetzt werden.

Zwei Winterphasen über dem Nordatlantik

Das auf 30 Monate angelegte und mit insgesamt fünf Millionen Pfund (5,9 Millionen Euro) dotierte Programm konzentriert sich auf den von der Flugsicherung NATS kontrollierten Luftraum über dem östlichen Nordatlantik. Dieser Korridor ist allein für schätzungsweise fünf Prozent der weltweiten Kondensstreifen-Erwärmung verantwortlich, die sich besonders in den Wintermonaten ballt. Die Praxistests finden in zwei jeweils viermonatigen Phasen in den Wintern 2026/2027 und 2027/2028 während verkehrsärmerer Zeiten statt.

Breites Bündnis aus Forschung, Behörden und Industrie

Finanziert wird das Vorhaben unter anderem mit 2,65 Millionen Pfund vom britischen Verkehrsministerium über das Innovationsprogramm des Aerospace Technology Institute (ATI). Google bringt seine KI-Expertise und Supercomputing-Infrastruktur im Wert von rund 1,4 Millionen Pfund als Sachleistung auf Pro-Bono-Basis ein. Knapp eine Million kommt zudem aus der Kofinanzierung und Eigenanteilen von weiteren Partnern des Projekts. Es soll als Blaupause dienen, um das Verfahren künftig weltweit in die standardmäßige Luftraumüberwachung zu überführen.