Operation Blue Skies: як ШІ допоможе літакам уникати слідів, що нагрівають атмосферу

Ефект залежить від стану атмосфери та часу доби. Особливо важливими є вечірні й нічні рейси: льодова хмара може затримувати інфрачервоне тепло, яке в іншому разі залишало б атмосферу. Саме тому цілеспрямоване уникнення найбільш шкідливих слідів може бути ефективнішим, ніж спроба однаково реагувати на всі з них.

Як працюватиме система на основі ШІ

Прогнози Google поєднають супутникові спостереження, історичні дані про польоти та конденсаційні сліди, а також метеорологічні прогнози Met Office. Мета — знаходити так звані зони перенасичення льодом у верхніх шарах атмосфери, де стійкі сліди утворюються з більшою ймовірністю.

Очікується, що процес складатиметься з трьох етапів:

1. Прогнозування ризику. Моделі визначатимуть ділянки та висоти, на яких конкретний рейс може залишити стійкий слід.
2. Оцінка операційного рішення. Диспетчери перевірятимуть, чи безпечно та практично для обраного літака трохи змінити висоту.
3. Перевірка результату. Супутникові знімки та дані про політ порівнюватимуть із прогнозом, щоб з’ясувати, чи вдалося уникнути стійкого сліду та скільки додаткового пального було витрачено.

Диспетчери NATS — британського провайдера аеронавігаційного обслуговування — мають давати окремим літакам вказівки піднятися або знизитися максимум приблизно на 2 000 футів, тобто близько 610 метрів. Йдеться не про перенаправлення всього трансатлантичного трафіку. Операційні випробування планують проводити взимку, зокрема для вечірніх і нічних рейсів, коли очікувана кліматична користь від уникнення слідів є найбільшою.

Головне питання: чи буде загальний кліматичний ефект позитивним?

Зміна висоти сама по собі не є автоматичним кліматичним рішенням. Набір або зниження висоти може збільшити витрату пального, а отже — і викиди CO₂. Тому Operation Blue Skies має виміряти компроміс між цим додатковим спалюванням пального та потеплінням, якого можна уникнути, не допустивши утворення стійкого сліду.

Для переконливого результату недостатньо продемонструвати точні на вигляд прогнози. Дослідникам потрібно буде встановити:

• як часто модель правильно прогнозує стійкі конденсаційні сліди;
• скільки потенційно шкідливих слідів вона пропускає або прогнозує помилково;
• скільки додаткового пального споживають зміни висоти;
• чи підтверджують супутникові спостереження прогнозовані та фактично уникнуті сліди;
• які кліматичні показники й часові проміжки використовують для порівняння потепління від слідів із викидами CO₂.

Отже, це саме експеримент, а не доказ того, що такі маневри вже забезпечують чисту кліматичну користь. Вплив конденсаційних слідів складно оцінювати, а огляд британського уряду щодо не пов’язаних із CO₂ ефектів авіації підкреслює ширшу проблему їх узгодженого вимірювання.

Масштаб, фінансування та учасники

До консорціуму входять Google UK, британське Міністерство транспорту, NATS, Met Office, Contrails.org, Імперський коледж Лондона та Кембриджський університет. Підтримку уряду Великої Британії надано через програму Aerospace Technology Institute.

Значення проєкту полягає передусім у його операційному масштабі. Попередні ініціативи охоплювали демонстрації за участю авіакомпаній, інструменти для виявлення слідів на супутникових знімках, прив’язування їх до конкретних рейсів і створення прогнозів. У попередніх дослідженнях Google використовував комп’ютерний зір, навчений на розмічених супутникових зображеннях, щоб знаходити сліди та пов’язувати їх із літаками.

Blue Skies має зробити наступний крок: перевірити рішення на основі прогнозів у завантаженому океанічному повітряному просторі, яким керують авіадиспетчери, а не лише в межах окремих експериментальних рейсів. За оцінкою організаторів, повітряний простір Shanwick відповідає приблизно за 5% глобального потепління, пов’язаного з конденсаційними слідами.

Як результати мають перевіряти незалежні дослідники

У програмі заявляють, що методи та результати планують опублікувати. Це важливо: найсильніші докази мають бути відтворюваними й відкритими для перевірки, а не спиратися лише на модельні прогнози чи рекламні оцінки.

Науковий контроль забезпечуватимуть академічні партнери, однак незалежна перевірка має охопити й операційні розрахунки. У підсумкових звітах варто було б розкрити точність моделей, фактичні зміни слідів, вплив коригувань на витрату пального, використані кліматичні припущення та енергію, необхідну для роботи системи прогнозування.

Це допомогло б розділити три різні твердження: що ШІ може прогнозувати умови утворення слідів; що диспетчери можуть безпечно використовувати ці прогнози без істотних збоїв у роботі авіації; і що таке втручання справді зменшує загальний кліматичний вплив.

Що зміниться, якщо підхід спрацює

Якщо випробування продемонструє стабільну чисту користь для клімату, уникнення конденсаційних слідів може стати відносно швидким способом зменшити частину не пов’язаного з CO₂ впливу авіації. Для цього не потрібно чекати на повну заміну авіапарку чи появу нових видів пального: підхід використовує наявні літаки та системи управління повітряним рухом.

Однак він не замінить скорочення викидів CO₂. Літаки все одно спалюватимуть пальне, не кожного сліду можна буде уникнути, а зміна висоти іноді може збільшувати викиди. Ефективність залежатиме від того, наскільки точно система зможе визначати правильні рейси та ділянки атмосфери.

Невирішене питання енергії ШІ Google

Проєкт також порушує питання енергії, яку споживає штучний інтелект. Google повідомила, що у 2024 році попит її дата-центрів на електроенергію зріс на 27%, тоді як енергетичні викиди дата-центрів скоротилися на 12%. Компанія пов’язала це із закупівлею чистої енергії та підвищенням ефективності.

Однак самі ці цифри не доводять, що система Blue Skies забезпечить чисту кліматичну користь. Для чесної оцінки потрібно порівняти граничне споживання електроенергії та пов’язані з ним викиди на обчислення прогнозів із виміряними змінами витрати авіаційного пального та фактичним скороченням потепління від слідів.

Поки такі дані не оприлюднені, найточніший висновок залишається обережним: Operation Blue Skies є масштабною перевіркою того, чи здатен ШІ зробити уникнення конденсаційних слідів практичним на рівні повітряного простору. Але його реальна кліматична віддача поки що не доведена.