Cathay Pacific ja Google testaavat tekoälyä tiivistysvanojen välttämiseen ultrapitkillä lennoilla

Pysyvät tiivistysvanat ovat ilmailun ilmastovaikutusten hankala osa, koska niiden syntyyn suotuisat olosuhteet voivat sijaita hyvin ohuissa ilmakehän kerroksissa. Cathay Pacific ja Google testaavat, voisiko tarkempi ennustaminen auttaa lentokoneita väistämään näitä kerroksia pienillä matkalentokorkeuden muutoksilla. Tavoitteena on pienentää lämmittävää vaikutusta nykyisillä koneilla ja polttoaineilla – ei korvata lentoliikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentämistä. 48

Mitä kokeessa tehdään?

Googlen tiivistysvanaennuste yhdistää laajoja sääaineistoja, lentotietoja ja satelliittikuvia konenäköön. Se ennustaa seuraavan 48 tunnin ajalle alueita, joilla tiivistysvanojen synty on todennäköistä, sekä arvioi niiden mahdollista lämmitysvaikutusta. 17

Järjestelmässä on kaksi toisiaan täydentävää mallia:

• koneoppimismalli tunnistaa vyöhykkeitä, joilla tiivistysvanoja todennäköisesti muodostuu
• fysiikkapohjainen Contrail Cirrus Prediction -malli eli CoCiP arvioi vanojen lämmitysvaikutusta. 19

Tieto voidaan liittää lennonsuunnitteluun. Jos koneen arvioidaan kulkevan ohuen ja kostean, pysyville tiivistysvanoille otollisen ilmakerroksen läpi, lennonvalmistelusta vastaavat tahot ja lentäjät voivat harkita lentämistä hieman kerroksen ylä- tai alapuolella. Tämä tehdään aina turvallisuus-, lennonjohto- ja polttoainerajoitteiden puitteissa. 1721

Kyse ei ole siitä, että kaikki tiivistysvanat voitaisiin poistaa napin painalluksella. Käytännön kysymys on, voidaanko juuri suurimman lämmitysvaikutuksen aiheuttavia vanoja välttää ilman, että lisäpolttoaineen kulutus tai operatiiviset haitat kasvavat kohtuuttomiksi.

Miksi pienikin korkeuden muutos voi riittää?

Osa tiivistysvanoista häviää nopeasti. Ilmastovaikutuksen kannalta olennaisia ovat ne vanat, jotka säilyvät ja leviävät yläpilveä muistuttavaksi pilvisyydeksi. Tällainen pilvisyys voi sitoa lämpöä. Olosuhteet ovat usein pystysuunnassa paikallisia, joten pieni muutos matkalentokorkeuteen voi riittää välttämään ne. 421

Siksi kyse ei välttämättä ole koko lentoreitin kiertämisestä uudelleen. Kokeessa testataan kohdennettuja korkeuden muutoksia silloin, kun ennuste osoittaa niille selvän hyödyn.

Riippumaton kaupallisia lentoja koskenut tutkimus tukee perusajatusta. Yksittäisten lentojen välttämiskokeessa ohjausryhmän lennoilla havaittiin 11 tiivistysvanaa, kun taas välttämistoimia käyttäneellä ryhmällä niitä havaittiin neljä – vähennys oli 63,6 %. 1

Cathay Pacificin ensitulokset

Cathay Pacific aloitti operatiivisen kokeensa Googlen kanssa vuoden 2025 lopulla. Googlen mukaan alkuvaihe kattoi yli 80 lentoa, ja tiivistysvanojen arvioitu lämmitysvaikutus pieneni noin 40 %, kun lennot noudattivat välttämisreittejä. Cathay on Googlen ensimmäinen kaupallinen lentoyhtiökumppani Aasiassa tässä työssä. 8

Lukua on kuitenkin syytä tulkita varoen: se on kumppaneiden oman kokeen varhainen arvio, ei riippumattomasti toistettu tai koko laivastoa kuvaava lopullinen ilmastohyöty. Seuraavan vaiheen tarkoitus on koetella sekä ennustetta että toimintamallia useammissa lentotilanteissa. 48

Alkuvaihetta käsitelleiden raporttien mukaan Hongkongin ja Singaporen välinen yhteys vaikutti huomattavasti havaittuun vähennykseen. 6 Google ja Cathay tarkastelevat samalla ultrapitkiä lentoja, joilla päätöksissä on huomioitava pitkä lentoaika, vaihtuvat sääolot ja tiukemmat polttoainesuunnittelun rajat. 38

Laajennus Contrails.orgin kanssa

Yhtiöt laajentavat ohjelmaa Cathay Pacificin verkostossa arvioidakseen toimintamallin käytännön toteutettavuutta ja tuottaakseen aineistoa tiivistysvanatutkimukseen. 8

Seuraavan vaiheen on määrä toteutua Contrails.orgin kanssa. Kohteena ovat ultrapitkät Aasian reitit ja Tyynenmeren ylittävät lennot. Vaiheeseen on tarkoitus sisällyttää satunnaistettu kontrolloitu koe, jossa välttämisohjeita käyttäneitä lentoja voidaan verrata mahdollisimman vertailukelpoisiin lentoihin, joilla ohjeita ei käytetä. 520

Tämä on tärkeää, sillä järjestelmän on toimittava myös yksittäisiä suotuisia lentotilanteita laajemmin. Ennusteiden on oltava riittävän tarkkoja lennonsuunnitteluun, korkeuden muutosten turvallisesti toteutettavia ja lopputuloksen todennettavissa: vältettiinkö tiivistysvanat todella.

Miksi Aasian ja Tyynenmeren alue on tärkeä testialue?

Aiempi käytännön työ tekoälyavusteisen tiivistysvanojen välttämisen parissa on painottunut Yhdysvaltoihin ja Pohjois-Atlantille. Googlen aiemmassa American Airlinesin kanssa tehdyssä työssä lennettiin 70 koelentoa käyttäen tekoälypohjaisia ennusteita tiivistysvanoille alttiiden lentokorkeuksien välttämiseen. 27

Cathayn ohjelma vie toimintamallin Aasian ja Tyynenmeren alueelle sekä ultrapitkiin lentoihin. Samalla näyttöä kerätään erilaisesta toimintaympäristöstä, jolla on omat sääolosuhteensa, ilmatilarajoitteensa ja reittirakenteensa. Laajennus onkin yhtä paljon todentamista kuin käyttöönottoa: siinä selvitetään, toimivatko ennuste ja lennonsuunnittelumenetelmät luotettavasti laajemmassa verkostossa. 820

Täydentävä keino SAF:n ja uudempien koneiden rinnalle

Tiivistysvanojen välttämisessä on yksi välitön etu: sitä voidaan kokeilla nykyisellä lentokalustolla. Tarvitaan ennen kaikkea parempaa ennustamista, lennonsuunnittelun integrointia ja operatiivista yhteistyötä – ei uutta konetyyppiä tai kokonaan uutta polttoainejakelujärjestelmää.

ICAO:n, eli kansainvälisen siviili-ilmailujärjestön, tarkastelema tutkimus viittaa siihen, että haitallisimpien vanojen kohdennetulla välttämisellä voidaan mallinnetuissa tilanteissa saada merkittäviä vähennyksiä pienellä lisäpolttoaineen kulutuksella. Yhdessä mainitussa lentoyhtiötutkimuksessa tiivistysvanojen ilmastopakote väheni 73 % 0,11 prosentin lisäpolttoaineella. Toisessa mallinnuksessa pienen lentojoukon reittimuutokset vähensivät vaikutusta olennaisesti hyvin pienellä kokonaispolttoaineen lisäyksellä. 215

Kestävä lentopolttoaine eli SAF ja energiatehokkaammat lentokoneet ovat silti välttämättömiä, koska ne kohdistuvat polttoaineen poltosta syntyviin pitkäkestoisiin hiilidioksidipäästöihin. SAF voi vähentää myös nokipäästöjä: Contrails.orgin mukaan enintään 50-prosenttista SAF-seosta käyttäneillä kaupallisilla lennoilla nokipäästöt vähenivät tutkimuksissa 50–70 %, ja myös tiivistysvanojen jäähiukkasten koko ja pitoisuus pienenivät. 12

Pienemmät nokipäästöt eivät silti poista tarkan tiivistysvanaennusteen tarvetta, eikä reitti- tai korkeudenhallinta poista hiilidioksidipäästöjä. Cathayn ja Googlen mallin vahvin perustelu on sen täydentävä rooli: kohdennetuilla operatiivisilla muutoksilla voidaan vähentää mahdollisesti vältettävissä olevaa muuta kuin CO2:sta johtuvaa lämmitysvaikutusta samalla, kun lentoliikenne siirtyy puhtaampiin polttoaineisiin, koneisiin ja infrastruktuuriin.

Todellinen mittari on toiminta laajassa mittakaavassa

Raportoitu 40 prosentin tulos on lupaava signaali, ei lopullinen vastaus. Laajentaminen riippuu ennusteiden laadusta, satelliittipohjaisesta todentamisesta, korkeuden muutosten hyväksyttävyydestä, polttoainevaihtokaupoista sekä siitä, kuinka suositukset voidaan sovittaa lentoyhtiöiden ja lennonjohdon normaaleihin toimintatapoihin. 817

Jos nämä ehdot täyttyvät, tiivistysvanojen välttäminen voisi tarjota lentoyhtiöille verrattain vähän häiriötä aiheuttavan tavan pienentää osaa lentoliikenteen ilmastovaikutuksista jo nyt – samalla kun puhtaampien polttoaineiden ja kaluston käyttöönotto etenee.