Operation Blue Skies: Kann KI das Klima über dem Nordatlantik entlasten?

Wie stark der Effekt ausfällt, hängt unter anderem von den atmosphärischen Bedingungen und der Tageszeit ab. Besonders relevant sind Abend- und Nachtflüge: Die entstehenden Eiswolken können dann die Abgabe infraroter Wärmestrahlung bremsen. Eine gezielte Vermeidung könnte deshalb sinnvoller sein, als alle Kondensstreifen pauschal gleich zu behandeln.

So soll die KI die Flugplanung unterstützen

Googles Prognosemodelle sollen Satellitenbeobachtungen, historische Flug- und Kondensstreifendaten sowie Wettervorhersagen des britischen Met Office zusammenführen. Ziel ist es, sogenannte eisübersättigte Regionen vorherzusagen – Bereiche der oberen Atmosphäre, in denen sich besonders wahrscheinlich persistente Kondensstreifen bilden.

Der Ablauf ist in drei Schritten geplant:

1. Risiko vorhersagen: KI-Modelle ermitteln, in welchen Höhen und Regionen ein bestimmter Flug wahrscheinlich einen persistenten Kondensstreifen erzeugen würde.
2. Mögliche Änderung prüfen: Die Fluglotsen bewerten, ob eine geringfügige Änderung der Flughöhe für ein ausgewähltes Flugzeug sicher und praktisch umsetzbar ist.
3. Ergebnis kontrollieren: Satellitenbilder und Flugdaten werden anschließend mit der Prognose verglichen. So soll sich zeigen, ob der Kondensstreifen tatsächlich vermieden wurde und wie viel zusätzlicher Treibstoff dafür nötig war.

NATS, der britische Flugsicherungsdienst, soll ausgewählte Maschinen um bis zu etwa 2.000 Fuß steigen oder sinken lassen – statt den gesamten Transatlantikverkehr umzurouten. Die operativen Testphasen sind für Winterzeiträume vorgesehen und schließen Abend- und Nachtflüge ein, bei denen der erwartete Klimavorteil einer Vermeidung am größten ist.

Die entscheidende Frage: Ist die Bilanz am Ende wirklich positiv?

Eine Änderung der Flughöhe ist nicht automatisch eine Klimaschutzmaßnahme. Ein Steig- oder Sinkflug kann zusätzlichen Treibstoff verbrauchen und damit weitere CO₂-Emissionen verursachen. Operation Blue Skies soll deshalb genau den Zielkonflikt messen: Wie viel Treibstoff kostet das Manöver – und wie viel Erwärmung wird durch den verhinderten Kondensstreifen vermieden?

Für ein überzeugendes Ergebnis reicht es nicht, dass die Prognosen plausibel aussehen. Die Forschenden müssen unter anderem klären:

• Wie oft sagt das Modell persistente Kondensstreifen korrekt voraus?
• Wie viele relevante Kondensstreifen werden übersehen oder fälschlich prognostiziert?
• Wie hoch ist der zusätzliche Treibstoffverbrauch durch die Höhenänderungen?
• Bestätigen Satellitenbilder die vorhergesagten und vermiedenen Kondensstreifen?
• Mit welcher Klimakenngröße und welchem Zeithorizont werden Kondensstreifen-Erwärmung und CO₂-Emissionen verglichen?

Der Versuch ist daher ein Experiment und noch kein Beleg dafür, dass die Manöver bereits insgesamt klimafreundlich sind. Die Auswirkungen von Kondensstreifen sind schwer zu bestimmen; auch eine britische Untersuchung zur Nicht-CO₂-Klimawirkung der Luftfahrt verweist auf die Schwierigkeiten einer einheitlichen Messung.

Wer beteiligt ist und warum die Größenordnung zählt

Zum Konsortium gehören Google UK, das britische Verkehrsministerium, NATS, das Met Office, Contrails.org, das Imperial College London und die University of Cambridge. Die Unterstützung der britischen Regierung erfolgt über das Programm des Aerospace Technology Institute.

Die Bedeutung des Projekts liegt vor allem in seiner operativen Größenordnung. Frühere Arbeiten umfassten unter anderem Demonstrationen einzelner Fluggesellschaften sowie Werkzeuge, die Kondensstreifen in Satellitenbildern erkennen, einzelnen Flügen zuordnen und Prognosen erstellen. Googles frühere Forschung nutzte dafür Computer-Vision-Modelle, die mit gekennzeichneten Satellitenbildern trainiert wurden.

Blue Skies soll nun über einzelne Flugexperimente hinausgehen. Getestet werden prognosegestützte Entscheidungen in einem stark genutzten ozeanischen Luftraum, in dem Fluglotsen den Verkehr koordinieren. Nach Angaben der Projektorganisatoren entfallen auf den Shanwick-Luftraum rund 5 Prozent der geschätzten weltweiten Erwärmung durch Kondensstreifen.

Warum unabhängige Kontrolle entscheidend ist

Das Programm sieht vor, Methoden und Ergebnisse zu veröffentlichen. Das ist wichtig, denn belastbare Erkenntnisse müssen nachvollziehbar und überprüfbar sein – statt sich ausschließlich auf Modellprojektionen oder werbliche Schätzungen zu stützen.

Die akademischen Partner können die wissenschaftliche Prüfung unterstützen. Unabhängig davon sollte auch die operative Bilanz offengelegt werden. Ein aussagekräftiger Abschlussbericht müsste unter anderem die Modellgüte, beobachtete Veränderungen bei Kondensstreifen, den Treibstoffeffekt auf Flugzeugebene, die verwendeten Klimaannahmen und den Energiebedarf des Prognosesystems dokumentieren.

So ließen sich drei unterschiedliche Aussagen auseinanderhalten: Erstens, ob KI die Bedingungen für Kondensstreifen zuverlässig vorhersagen kann. Zweitens, ob Fluglotsen diese Vorhersagen sicher nutzen können, ohne den Flugbetrieb unangemessen zu beeinträchtigen. Und drittens, ob die Intervention tatsächlich die gesamte Klimawirkung verringert.

Was sich bei Erfolg ändern könnte

Sollte der Versuch einen verlässlichen Netto-Klimavorteil nachweisen, könnte die Vermeidung von Kondensstreifen der Luftfahrt eine vergleichsweise kurzfristig nutzbare Möglichkeit geben, einen Teil ihrer Nicht-CO₂-Klimawirkung zu reduzieren. Dafür wären keine neuen Flugzeugflotten oder neuen Treibstoffe nötig; genutzt würden bestehende Maschinen und Flugsicherungssysteme.

Das würde Maßnahmen zur CO₂-Reduktion nicht ersetzen. Flugzeuge würden weiterhin Treibstoff verbrauchen, nicht jeder Kondensstreifen ließe sich vermeiden, und eine Höhenänderung könnte in manchen Fällen sogar zusätzliche Emissionen verursachen. Entscheidend wäre daher, die richtigen Flüge und Atmosphärenbereiche mit ausreichender Genauigkeit zu treffen.

Die offene Rechnung mit dem Energieverbrauch der KI

Das Projekt wirft außerdem eine berechtigte Frage zum Energiebedarf von KI auf. Google berichtet, dass der Strombedarf seiner Rechenzentren 2024 um 27 Prozent gestiegen ist, während die energiebezogenen Emissionen der Rechenzentren um 12 Prozent sanken. Das Unternehmen führt dies unter anderem auf den Bezug sauberer Energie und Effizienzmaßnahmen zurück.

Diese Zahlen zeigen jedoch nicht, ob das System von Blue Skies insgesamt einen Klimavorteil erzeugen wird. Für eine faire Bilanz müssten der zusätzliche Rechenaufwand und seine marginalen Emissionen mit den gemessenen Veränderungen beim Flugzeugtreibstoffverbrauch und der beobachteten Kondensstreifen-Erwärmung verglichen werden.

Das vorsichtige Fazit lautet deshalb: Operation Blue Skies ist ein wichtiger Test dafür, ob KI die Vermeidung von Kondensstreifen auf Luftraumebene praktikabel machen kann. Der tatsächliche Klimanutzen ist jedoch noch nicht bewiesen.