Come l’IA sta aiutando le compagnie aeree a mitigare l’impatto climatico dei contrails

L'IA aiuta le compagnie aeree a ridurre l'impatto climatico dei contrails

I contrail – le sottili linee bianche che a volte si vedono dietro gli aeroplani – hanno un impatto sorprendentemente grande sul nostro clima. Il rapporto IPCC del 2022 ha notato che le nuvole create dai contrail rappresentano circa il 35% dell’impatto sul surriscaldamento globale dell’aviazione, più della metà dell’impatto del carburante per jet del mondo1. Google Research si è unita ad American Airlines e Breakthrough Energy per mettere insieme enormi quantità di dati – come immagini satellitari, dati meteorologici e percorsi di volo – e ha utilizzato l’IA per sviluppare mappe di previsione dei contrail per testare se i piloti possono scegliere percorsi che evitano di creare contrail.

Spiegazione visiva degli effetti radiativi dei contrail diurni e notturni. I contrail notturni sono spesso più riscaldanti dei contrail diurni perché trattenendo esclusivamente il calore.

I contrail si formano quando gli aeroplani attraversano strati di umidità e possono persistere come nuvole cirri per minuti o ore a seconda delle condizioni atmosferiche. Mentre queste nuvole extra possono riflettere la luce solare nello spazio durante il giorno, trattenendo anche grandi quantità di calore che altrimenti lascerebbe l’atmosfera terrestre. Questo crea un effetto di riscaldamento netto. Evitare di volare in aree che creano contrail può ridurre il riscaldamento. La sfida consiste nel sapere quali percorsi di volo creeranno contrail.

• Distribuisci migliaia di insiemi di modelli con i punti finali multi-modello di Amazon SageMaker su GPU per ridurre al minimo i costi di hosting
• Ospita l’interfaccia utente di Spark su Amazon SageMaker Studio
• Rilascio di Swift Transformers Esegui LLM on-device sui dispositivi Apple

Riduzione dell’impatto di riscaldamento dei contrail

Un gruppo di piloti di American ha effettuato 70 voli di prova nel corso di sei mesi utilizzando le previsioni basate sull’IA di Google, incrociate con i modelli di contrail open-source di Breakthrough Energy, per evitare altitudini che sono probabilmente in grado di creare contrail. Dopo questi voli di prova, abbiamo analizzato immagini satellitari e abbiamo scoperto che i piloti sono stati in grado di ridurre i contrail del 54%. Questo è il primo punto di prova che i voli commerciali possono evitare in modo verificabile i contrail e quindi ridurre il loro impatto sul clima.

John P. Dudley, direttore gestionale delle operazioni di volo di American Airlines (a destra), e Tammy Caudill, primo ufficiale (a sinistra), dalla cabina di pilotaggio del primo volo di evitamento dei contrail, che hanno utilizzato le nostre previsioni nell’applicazione FPO di PACE per evitare i contrail.

Un’altra scoperta significativa del nostro test con American è che i voli che hanno cercato di evitare la creazione di contrail hanno bruciato il 2% di carburante aggiuntivo. Studi recenti mostrano che una piccola percentuale di voli deve essere modificata per evitare la maggior parte del riscaldamento dei contrail. Pertanto, l’impatto totale sul carburante potrebbe essere ridotto fino al 0,3% per i voli di una compagnia aerea2. Ciò suggerisce che i contrail potrebbero essere evitati su larga scala per circa $5-25/ton CO2e (equivalente di anidride carbonica) utilizzando le nostre previsioni esistenti, rendendolo una misura di riduzione del riscaldamento a basso costo, e sono previste ulteriori migliorie.

I contrail rilevati sugli Stati Uniti utilizzando l’IA e le immagini satellitari GOES-16.

Cosa succederà dopo?

L’evitamento dei contrail ha il potenziale per essere una soluzione scalabile ed economica per ridurre l’impatto climatico dei voli. Continueremo la ricerca e lo sviluppo per automatizzare l’evitamento, mirare ai contrail con il maggior impatto e migliorare la verifica basata su satelliti. Siamo impegnati a lavorare con l’industria dell’aviazione per utilizzare l’IA al fine di rendere l’evitamento dei contrail una realtà nei prossimi anni.

1

2