De witte strepen die vliegtuigen op grote hoogte achterlaten, lijken op het eerste gezicht weinig meer dan tijdelijke lijnen aan een blauwe hemel. Toch kunnen deze condensstrepen een aanzienlijke bijdrage leveren aan de opwarming door de luchtvaart. Google wil daar samen met de Britse overheid, luchtverkeersleiders en wetenschappers iets aan doen. Met Operation Blue Skies wordt kunstmatige intelligentie ingezet om vliegtuigen rond gebieden te leiden waar sterk opwarmende condensstrepen kunnen ontstaan.
Het project gaat daarmee verder dan eerdere experimenten met afzonderlijke luchtvaartmaatschappijen. Voor het eerst moet de technologie op de schaal van een volledige luchtcorridor worden getest.
|
Operation Blue Skies: Reducing aviation climate impact with AIGoogle is partnering with the UK on Operation Blue Skies, an airspace-scale, AI-powered contrail avoidance trial. |
Een klimaatprobleem dat hoog boven de wolken ontstaat
Condensstrepen, internationaal bekend als contrails, ontstaan wanneer waterdamp uit de uitlaatgassen van vliegtuigmotoren condenseert rond roetdeeltjes. Onder bepaalde atmosferische omstandigheden verdwijnen die strepen niet snel, maar ontwikkelen ze zich tot dunne wolken die warmte in de atmosfeer kunnen vasthouden.
Volgens Google zijn dergelijke opwarmende condensstrepen verantwoordelijk voor ongeveer een derde van de totale klimaatimpact van de luchtvaart. Dat maakt ze tot een opvallend grote factor naast de veel bekendere CO₂-uitstoot van vliegtuigen.
Tegelijk biedt het probleem een interessante mogelijkheid: een vliegtuig hoeft niet noodzakelijk een compleet andere route te vliegen. Soms kan een relatief kleine aanpassing in hoogte of vliegroute al voldoende zijn om een gebied te vermijden waarin langdurige condensstrepen zouden ontstaan.
AI voorspelt waar vliegtuigen beter niet vliegen
Daar komt kunstmatige intelligentie in beeld. Google werkt al langer aan AI-modellen die voorspellen waar de atmosferische omstandigheden gunstig zijn voor de vorming van opwarmende condensstrepen.
Die voorspellingen kunnen vervolgens worden gebruikt door piloten, vluchtplanners en luchtverkeersleiders. In plaats van achteraf vast te stellen dat een vliegtuig een lange condensstreep heeft gevormd, moet het systeem vooraf aangeven waar het risico het grootst is.
Eerdere proeven met onder meer luchtvaartmaatschappijen, luchtverkeersorganisaties en vluchtplanningssoftware hebben volgens Google laten zien dat dergelijke gerichte aanpassingen binnen normale vliegoperaties mogelijk zijn. Operation Blue Skies moet bewijzen dat dezelfde aanpak ook op veel grotere schaal kan functioneren.
De Noord-Atlantische route wordt het testgebied
De proef vindt plaats in het oostelijke deel van de Noord-Atlantische luchtcorridor, in het zogeheten Shanwick-luchtruim. Dat gebied is volgens het aangehaalde onderzoek goed voor ongeveer 5 procent van de wereldwijde opwarming door condensstrepen. Het programma duurt dertig maanden en omvat twee operationele proefperiodes van elk ongeveer vier maanden.
Tijdens de uren waarin de proef actief is, passeren jaarlijks ongeveer 10.000 vluchten uit honderden steden het betrokken luchtruim. Slechts een klein deel daarvan zal daadwerkelijk moeten worden omgeleid. Het gaat vooral om vluchten die anders door atmosferische zones zouden vliegen waar waarschijnlijk sterk opwarmende condensstrepen ontstaan.
Het interessante aan die aanpak is dat niet iedere vlucht hoeft te worden aangepast. AI moet juist helpen bepalen waar een kleine ingreep de grootste klimaatwinst kan opleveren.
Technologie alleen is niet voldoende
Operation Blue Skies is daarom veel meer dan een AI-experiment. Het project brengt verschillende partijen uit technologie, meteorologie, wetenschap en luchtverkeersbeheer samen. Google UK ontwikkelt de AI-modellen waarmee condensstrepen kunnen worden voorspeld en vermeden. Machine learning en satellietbeelden worden daarnaast gebruikt om te controleren wat er daadwerkelijk in de lucht gebeurt.
De Britse luchtverkeersdienst NATS staat in voor de operationele kant, waaronder luchtverkeersleiding, veiligheidsbeoordelingen en training van verkeersleiders. Contrails.org ondersteunt de voorspellingen en data-analyse, terwijl Imperial College London en de University of Cambridge de resultaten en klimaatimpact onafhankelijk moeten evalueren.
Ook de Britse Met Office speelt een belangrijke rol en werkt aan een nieuwe Britse capaciteit om condensstrepen te voorspellen.
Google draagt £1,4 miljoen in technologie bij
Het programma wordt gezamenlijk gefinancierd door industriële partners en de Britse overheid. Google UK neemt naar eigen zeggen op pro-bonobasis deel en levert voor ongeveer 1,4 miljoen pond aan bijdragen in natura. Het gaat daarbij onder meer om AI-onderzoek, werk van ingenieurs en krachtige computerinfrastructuur.
De overheidsfinanciering gaat volgens Google rechtstreeks naar academische, non-profit- en luchtvaartpartners. Daarmee moet het project niet alleen een operationele proef worden, maar ook bijdragen aan verdere wetenschappelijke kennis rond condensstrepen en hun klimaatimpact.
Van individuele vlucht naar slimmer luchtruim
De grootste verandering zit uiteindelijk in de schaal. Tot nu toe draaiden veel experimenten rond de vraag of één luchtvaartmaatschappij bepaalde condensstrepen kon vermijden. Operation Blue Skies stelt een ambitieuzere vraag: kan een volledig stuk luchtruim zo worden beheerd dat duizenden vliegtuigen gezamenlijk minder opwarming veroorzaken?
Daarmee krijgt AI een andere rol dan alleen die van persoonlijke assistent, chatbot of automatiseringstool. Het systeem wordt onderdeel van een complexe fysieke infrastructuur waarin weersvoorspellingen, satellietbeelden, vluchtplannen en luchtverkeersleiding samenkomen.
Als de proef slaagt, kan het concept mogelijk dienen als blauwdruk voor andere drukke luchtcorridors. Niet door vliegtuigen massaal aan de grond te houden, maar door veel nauwkeuriger te bepalen waar en wanneer kleine routewijzigingen een groot klimaateffect kunnen hebben.
Een relatief kleine ingreep met mogelijk grote gevolgen
De luchtvaart klimaatvriendelijker maken blijft een veel groter vraagstuk dan alleen condensstrepen. Schonere brandstoffen, efficiëntere vliegtuigen, elektrificatie en uiteindelijk nieuwe aandrijftechnologieën blijven eveneens belangrijk.
Maar Operation Blue Skies laat zien dat er ondertussen ook naar andere hefbomen wordt gezocht. Wanneer AI betrouwbaar kan voorspellen waar een vliegtuig beter enkele kilometers verderop of op een andere hoogte kan vliegen, kan een onzichtbare laag digitale intelligentie boven het bestaande luchtverkeerssysteem ontstaan.
De witte lijnen aan de hemel verdwijnen daarmee niet noodzakelijk volledig. Maar als Google, de Britse overheid en de betrokken wetenschappers hun doel bereiken, zouden vliegtuigen in de toekomst veel gerichter kunnen voorkomen dat juist de meest klimaatschadelijke strepen ontstaan.
