Operation Blue Skies: Yapay zekâ uçakların iklimi ısıtan yoğunlaşma izlerinden kaçınmasına yardım edecek

Operation Blue Skies nedir?

Operation Blue Skies, havacılığın iklim üzerindeki CO₂ dışı etkilerinden birini azaltmanın mümkün olup olmadığını sınayan Birleşik Krallık destekli bir araştırma ve operasyon projesi. 5 milyon sterlin bütçeli program 30 ay sürecek ve Kuzey Atlantik’in doğu bölümündeki Shanwick Okyanusal hava sahasında yürütülecek. Projenin organizatörleri bunu, tek bir okyanus hava sahasının tamamı ölçeğinde gerçekleştirilen ilk devlet destekli yoğunlaşma izinden kaçınma denemesi olarak tanımlıyor.

Denemenin amacı, her uçağın rotasını değiştirmek değil. Hava durumu verileri ve yapay zekâ tahminleriyle, küçük bir irtifa değişikliğinin orantısız derecede güçlü ısınma etkisine sahip bir yoğunlaşma izini önleyebileceği az sayıdaki uçuş ve atmosferik bölgeyi tespit etmek.

Uçakların gökyüzündeki izleri nasıl ısınmaya yol açabiliyor?

Yoğunlaşma izleri, uçak motorlarından çıkan sıcak su buharının çok soğuk havayla karışması sonucu oluşan buz kristali bulutlarıdır. Çoğu kısa sürede kaybolur. Ancak atmosferin yeterince soğuk ve nemli olduğu koşullarda bu izler uzun süre kalabilir, genişleyebilir ve daha büyük buz bulutlarına dönüşebilir. Bu bulutlar, Dünya atmosferinden uzaya kaçan ısı miktarını etkileyerek havacılığın CO₂ dışı iklim etkisinde önemli bir rol oynar.

Etkileri atmosfer koşullarına ve günün saatine göre değişir. Özellikle akşam ve gece oluşan kalıcı yoğunlaşma izleri önemlidir; bu izlerden gelişen buz bulutları kızılötesi ısının atmosferden kaçışını azaltabilir. Bu nedenle bütün yoğunlaşma izlerini aynı derecede zararlı kabul etmek yerine, en etkili olanları hedeflemek daha anlamlı olabilir.

Yapay zekâ uçuş kararlarına nasıl katkı sağlayacak?

Google’ın tahmin sistemi; uydu gözlemlerini, geçmiş uçuş ve yoğunlaşma izi verilerini ve Birleşik Krallık Meteoroloji Ofisi’nin (Met Office) hava tahminlerini bir araya getirecek. Amaç, kalıcı yoğunlaşma izlerinin oluşma ihtimalinin daha yüksek olduğu, üst atmosferdeki “buz aşırı doygunluğu” bölgelerini tahmin etmek.

Sistemin üç aşamalı çalışması bekleniyor:

1. Riski tahmin etmek: Yapay zekâ modelleri, belirli bir uçuşun hangi irtifa ve bölgelerde kalıcı bir yoğunlaşma izi oluşturabileceğini belirleyecek.
2. Operasyon seçeneğini değerlendirmek: Hava trafik kontrolörleri, seçilen uçak için küçük bir irtifa değişikliğinin güvenli ve uygulanabilir olup olmadığına karar verecek.
3. Sonucu kontrol etmek: Uydu görüntüleri ve uçuş verileri, uçağın kalıcı bir izden kaçınıp kaçınmadığını ve bu değişikliğin ne kadar yakıt tükettiğini gösterecek.

NATS kontrolörlerinin, tüm transatlantik trafiği yeniden yönlendirmek yerine seçilen uçaklara yaklaşık 2.000 feet’e kadar tırmanma veya alçalma talimatı vermesi planlanıyor. Operasyonel denemeler kış dönemlerinde, özellikle beklenen iklim faydasının daha yüksek olduğu akşam ve gece uçuşları çevresinde yapılacak.

Asıl soru: Toplam iklim etkisi gerçekten azalacak mı?

İrtifa değiştirmek tek başına bir iklim çözümü değil. Bir uçağın tırmanması veya alçalması daha fazla yakıt tüketmesine ve dolayısıyla ilave CO₂ salmasına neden olabilir. Operation Blue Skies’ın temel amacı, kalıcı bir yoğunlaşma izini önleyerek elde edilen potansiyel faydayı, irtifa değişikliğinin yol açtığı yakıt ve CO₂ maliyetiyle karşılaştırmak.

İkna edici bir sonuç için yalnızca tahminlerin başarılı görünmesi yeterli olmayacak. Araştırmacıların şu sorulara yanıt vermesi gerekecek:

• Model, kalıcı yoğunlaşma izlerini ne sıklıkla doğru tahmin ediyor?
• Kaç iz gözden kaçıyor veya yanlış tahmin ediliyor?
• İrtifa değişiklikleri ne kadar ek yakıt tüketiyor?
• Uydu gözlemleri, tahmin edilen ve önlenen izleri doğruluyor mu?
• Yoğunlaşma izlerinin ısınma etkisi ile CO₂ salımını karşılaştırmak için hangi iklim ölçütü ve zaman aralığı kullanılıyor?

Bu nedenle proje, manevraların şimdiden net iklim faydası sağladığının kanıtı değil; tam tersine, bunun ölçüleceği bir deney. Yoğunlaşma izlerinin etkisini hesaplamak zor ve Birleşik Krallık hükümetinin havacılığın CO₂ dışı etkilerine ilişkin incelemesi de bu etkilerin tutarlı biçimde ölçülmesindeki güçlükleri vurguluyor.

Projede hangi kurumlar yer alıyor?

Konsorsiyumda Google UK, Birleşik Krallık Ulaştırma Bakanlığı, hava trafik hizmet sağlayıcısı NATS, Met Office, Contrails.org, Imperial College London ve Cambridge Üniversitesi bulunuyor. Birleşik Krallık hükümetinin desteği, Aerospace Technology Institute (ATI) programı üzerinden sağlanıyor.

Projenin önemi yalnızca bütçesinden değil, operasyon ölçeğinden kaynaklanıyor. Daha önce havayollarının yürüttüğü tekil uçuş denemeleri ile uydu görüntülerindeki yoğunlaşma izlerini tespit eden, bunları belirli uçuşlarla eşleştiren ve iz tahminleri üreten araçlar geliştirildi. Google’ın önceki araştırmaları, etiketlenmiş uydu görüntüleriyle eğitilmiş bilgisayarlı görü modelleri kullanarak izleri tespit etmeye ve bunları uçaklarla ilişkilendirmeye odaklandı.

Blue Skies ise tek tek uçuş deneylerinin ötesine geçerek, yoğun transatlantik trafiğinin bulunduğu ve hava trafik kontrolörleri tarafından yönetilen bir hava sahasında tahminlere dayalı kararları test etmeyi amaçlıyor. Projenin organizatörlerine göre Shanwick hava sahası, küresel yoğunlaşma izlerinden kaynaklanan tahmini ısınmanın yaklaşık yüzde 5’inden sorumlu.

Sonuçlar nasıl doğrulanmalı?

Program, yöntem ve sonuçların yayımlanmasının planlandığını belirtiyor. Bu şeffaflık önemli; çünkü güçlü kanıtın yalnızca model projeksiyonlarına veya tanıtım amaçlı tahminlere değil, tekrarlanabilir ve bağımsız incelemeye açık verilere dayanması gerekecek.

Akademik ortaklar bilimsel değerlendirme sağlayabilir. Ancak bağımsız doğrulama, operasyonel hesaplamaları da kapsamalı. Kapsamlı bir nihai raporda model performansı, gözlemlenen yoğunlaşma izi değişiklikleri, uçuş seviyesindeki yakıt etkileri, kullanılan iklim varsayımları ve tahmin sistemini çalıştırmak için gereken enerji açıklanmalı.

Böyle bir rapor, birbirinden farklı üç iddiayı ayırmaya yardımcı olur: Yapay zekânın iz oluşumuna elverişli koşulları tahmin edebilmesi; hava trafik kontrolörlerinin bu tahminleri güvenliği ve operasyonları aksatmadan kullanabilmesi; ve müdahalenin toplam iklim etkisini gerçekten azaltması.

Yöntem işe yararsa havacılık için ne değişebilir?

Deneme, güvenilir bir net fayda ortaya koyarsa yoğunlaşma izlerinden kaçınma, havacılığın CO₂ dışı iklim etkisinin bir bölümünü azaltmak için görece kısa vadede kullanılabilecek yöntemlerden biri haline gelebilir. Bu yaklaşım, yeni yakıtları veya filonun baştan aşağı yenilenmesini beklemek yerine mevcut uçakları ve hava trafik sistemlerini kullanabilir.

Ancak bu yöntem CO₂ salımını azaltma çabalarının yerini tutmayacak. Uçaklar yakıt yakmaya devam edecek, her yoğunlaşma izinden kaçınmak mümkün olmayacak ve bazı irtifa değişiklikleri emisyonları artırabilecek. Yaklaşımın değeri, doğru uçuşların ve doğru atmosferik bölgelerin yeterli isabetle hedeflenmesine bağlı olacak.

Google’ın yapay zekâ enerji tüketimi sorusu

Proje, yapay zekânın çalıştırılması için gereken enerji hakkında da meşru bir muhasebe sorusu doğuruyor. Google, veri merkezlerinin elektrik talebinin 2024’te yüzde 27 arttığını, buna karşın veri merkezi enerji emisyonlarının yüzde 12 azaldığını açıkladı; şirket bu düşüşü temiz enerji tedariki ve verimlilik önlemleriyle ilişkilendiriyor.

Ancak bu rakamlar tek başına Blue Skies sisteminin net iklim faydası sağlayacağını göstermiyor. Adil bir değerlendirme için tahmin sisteminin marjinal bilgi işlem enerjisi ve buna bağlı emisyonları; uçakların yakıt tüketimindeki ölçülen değişim ve gözlemlenen yoğunlaşma izlerinin ısınma etkisiyle karşılaştırılmalı.

Bu veriler yayımlanana kadar en doğru sonuç temkinli olmalı: Operation Blue Skies, yapay zekânın yoğunlaşma izlerinden kaçınmayı hava sahası ölçeğinde uygulanabilir hale getirip getiremeyeceğini sınayan önemli bir deney. Fakat projenin gerçek iklim kazancı henüz kanıtlanmış değil.