Cathay Pacific i Google testują AI do omijania trwałych smug kondensacyjnych

Trwałe smugi kondensacyjne są jednym z trudniejszych problemów klimatycznych lotnictwa. Warunki sprzyjające ich powstawaniu mogą występować tylko w wąskiej warstwie atmosfery. Cathay Pacific i Google sprawdzają więc, czy dokładniejsze prognozy pozwolą omijać takie warstwy dzięki niewielkim korektom wysokości przelotowej.

Cel nie polega na zastąpieniu konieczności ograniczania emisji CO₂ z lotnictwa. Chodzi o zmniejszenie dodatkowego, krótkoterminowego efektu ocieplającego przy użyciu obecnych samolotów i obecnego systemu paliwowego. 48

Na czym polega test

Narzędzia prognostyczne Google łączą wielkoskalowe dane meteorologiczne, dane o lotach oraz obrazy satelitarne analizowane z użyciem widzenia komputerowego. Wskazują obszary, w których smugi są prawdopodobne, oraz ich potencjalny wpływ ocieplający w perspektywie następnych 48 godzin. 17

System wykorzystuje dwa połączone modele:

• model uczenia maszynowego wyznacza strefy, w których prawdopodobnie powstaną smugi kondensacyjne;
• oparty na fizyce model Contrail Cirrus Prediction (CoCiP) szacuje ich efekt ocieplający. 19

Takie informacje mogą trafiać do procesu planowania lotu. Jeśli prognoza wskazuje, że samolot przeleci przez cienką, wilgotną warstwę sprzyjającą utrzymywaniu się smug, dyspozytorzy i piloci mogą rozważyć lot nieco wyżej albo niżej — zawsze z uwzględnieniem bezpieczeństwa, decyzji kontroli ruchu lotniczego i zapasu paliwa. 1721

Nie oznacza to, że samolot może zlikwidować każdą smugę. Kluczowe pytanie brzmi: czy da się selektywnie unikać tych smug, które według prognoz mają największy wpływ ocieplający, bez nieproporcjonalnego wzrostu zużycia paliwa i zakłóceń operacyjnych.

Dlaczego mała zmiana wysokości może mieć znaczenie

Część smug znika szybko. Problemem są te, które utrzymują się i rozprzestrzeniają, tworząc chmury podobne do cirrusów, zdolne zatrzymywać ciepło. Warunki atmosferyczne odpowiedzialne za ich powstawanie bywają ograniczone pionowo, dlatego czasem wystarczy niewielka zmiana wysokości rejsowej. 421

To odróżnia unikanie smug od pełnego objazdu trasy. Test nie zakłada przeprojektowania całej podróży, lecz precyzyjne korekty wysokości wtedy, gdy prognoza wskazuje szczególnie korzystną okazję do uniknięcia smugi.

Niezależne badanie na lotach komercyjnych potwierdza podstawowe założenie operacyjne. W grupie stosującej unikanie smug wykryto cztery smugi, wobec 11 w grupie kontrolnej — o 63,6% mniej. 1

Co dotąd zgłosił Cathay Pacific

Cathay Pacific rozpoczął operacyjny test z Google pod koniec 2025 r. Google podaje, że w początkowej fazie objęto nim ponad 80 lotów, a loty realizowane według tras uwzględniających unikanie smug przyniosły szacowany spadek ich efektu ocieplającego o około 40%. Cathay jest pierwszym komercyjnym partnerem lotniczym Google w Azji w tym projekcie. 8

Ten wynik należy interpretować ostrożnie. To wczesny szacunek partnerów testu, a nie ostateczny, niezależnie powtórzony pomiar korzyści klimatycznej dla całej floty. Kolejna faza ma zweryfikować zarówno prognozy, jak i sposób działania procedur w większej liczbie warunków i lotów. 48

Doniesienia o pierwszym etapie wskazują, że ważny wkład w zaobserwowane redukcje miał korytarz Hongkong–Singapur. 6 Partnerzy traktują program również jako sprawdzian na rejsach ultra-long-haul, czyli bardzo długich połączeniach, gdzie trzeba uwzględniać zmieniającą się pogodę, długość sektora i bardziej napięte ograniczenia planowania paliwa. 38

Rozszerzenie programu z Contrails.org

Partnerzy rozszerzają program na sieć Cathay Pacific, aby ocenić jego wykonalność operacyjną i dostarczyć danych do badań nad smugami kondensacyjnymi. 8

Kolejna faza ma być prowadzona z organizacją Contrails.org i objąć bardzo długie loty azjatyckie oraz transpacyficzne. Plan zakłada randomizowane badanie kontrolowane, które pozwala rzetelniej porównać loty korzystające ze wskazówek systemu z podobnymi lotami bez takich wskazówek. 520

To istotne, ponieważ użyteczny system musi działać nie tylko w ograniczonej liczbie sprzyjających przypadków. Prognozy muszą być wystarczająco trafne dla dyspozytorów, zmiany profilu lotu muszą dać się bezpiecznie wprowadzić, a efekt trzeba wiarygodnie zweryfikować.

Dlaczego Azja i Pacyfik są ważnym sprawdzianem

Znaczna część wcześniejszych operacyjnych prac nad wspomaganym przez AI unikaniem smug była prowadzona w USA i nad Północnym Atlantykiem. We wcześniejszym projekcie z American Airlines wykonano 70 lotów testowych, wykorzystując prognozy oparte na AI do omijania wysokości sprzyjających powstawaniu smug. 27

Program Cathay przenosi tę metodę do regionu Azji i Pacyfiku oraz do operacji dalekodystansowych. Rozszerza to bazę dowodową o inne środowisko operacyjne — z własnymi wzorcami pogodowymi, ograniczeniami przestrzeni powietrznej i układem tras. Jest to więc nie tylko wdrożenie, lecz także test: czy prognozy i planowanie lotów będą działać niezawodnie w szerszej siatce połączeń. 820

Uzupełnienie dla SAF i nowszych samolotów, a nie zamiennik

Unikanie smug ma praktyczną zaletę: można je testować z obecną flotą. Wymaga przede wszystkim lepszego prognozowania, włączenia rekomendacji do planowania lotów i koordynacji operacyjnej — nie nowego typu samolotu ani nowej infrastruktury dystrybucji paliwa.

Analizy przywołane przez ICAO, organizację ONZ ds. lotnictwa cywilnego, wskazują, że selektywne kierowanie działań na najbardziej szkodliwe smugi może w modelowanych scenariuszach przynosić duże redukcje przy niewielkim koszcie paliwowym. W jednym z cytowanych badań linii lotniczej redukcja wymuszania klimatycznego przez smugi o 73% wiązała się z dodatkowym zużyciem paliwa rzędu 0,11%. Inne modelowanie pokazało, że przekierowanie niewielkiej części lotów może wyraźnie ograniczyć wymuszanie energetyczne smug przy bardzo małym łącznym wzroście zużycia paliwa. 215

Zrównoważone paliwo lotnicze (SAF) oraz bardziej efektywne samoloty nadal pozostają ważne, ponieważ ograniczają długotrwałe emisje CO₂ ze spalania paliwa. SAF może też zmniejszać emisje sadzy: Contrails.org przywołuje badania lotów komercyjnych z mieszankami zawierającymi do 50% SAF, w których odnotowano spadek emisji sadzy o 50–70%, a także zmniejszenie rozmiaru i koncentracji kryształków lodu w smugach. 12

Mniejsza ilość sadzy nie eliminuje jednak potrzeby precyzyjnych prognoz smug, podobnie jak zarządzanie trasą lub wysokością nie usuwa emisji CO₂. Najmocniejszy argument za podejściem Cathay i Google jest więc komplementarny: wykorzystywać celowane zmiany operacyjne do ograniczania potencjalnie możliwego do uniknięcia efektu ocieplającego innego niż CO₂, równolegle z pracami nad paliwami, samolotami i infrastrukturą.

Prawdziwy test to skala operacji

Raportowany wynik 40% jest obiecującym sygnałem, nie rozstrzygnięciem. Możliwość skalowania będzie zależeć od jakości prognoz, weryfikacji satelitarnej, zgód na zmiany wysokości, kompromisów paliwowych oraz zdolności do włączenia rekomendacji w zwykły obieg pracy linii lotniczych i służb ruchu lotniczego. 817

Jeżeli te warunki zostaną spełnione, unikanie smug kondensacyjnych może dać liniom lotniczym stosunkowo mało inwazyjny sposób ograniczenia części ich wpływu na klimat już teraz — podczas gdy trwa znacznie dłuższa transformacja paliw i flot.