Die richtige Flugroute ermitteln: Ein Beitrag zur Verringerung der Klimaauswirkungen des Luftverkehrs
Der Flugverkehr trägt zu mehr als 2 % zur weltweiten Klimawirkung bei. Diese Zahl erhöht sich, wenn die Nicht-CO2-Effekte auf das Klima (Kondensstreifen, Wasserdampf, Stickoxide und Partikelemissionen) mit einbezogen werden. Die Optimierung der Flugrouten von Flugzeugen im Hinblick auf ihre Klimafolgen kann dazu beitragen, dieses Problem anzugehen. Hier setzt das EU-finanzierte Projekt FlyATM4E an, das innerhalb des gemeinsamen Unternehmens SESAR finanziert wird, einer öffentlich-privaten Partnerschaft zur Modernisierung des europäischen Flugverkehrsmanagementsystems. „FlyATM4E hat untersucht, wie sich die Auswirkungen des Flugverkehrs auf das Klima verringern lassen, indem alternative, klimaoptimierte Flugrouten gewählt werden, die jene Bereiche der Atmosphäre vermeiden, in denen die Emissionen des Flugverkehrs eine starke Klimawirkung verursachen“, erklärt Projektkoordinatorin Sigrun Matthes. Kernstück dieser Klimaschutzstrategie ist das Konzept, wie räumlich und zeitlich aufgeschlüsselte Informationen über die Klimaeffekte der nicht CO2-bedingten Emissionen des Luftverkehrs bereitgestellt werden können, um die Luftraumnutzung über Regionen mit starken nicht CO2-bedingten Auswirkungen sachkundig zu beeinflussen. Wird beispielsweise die Bildung von Kondensstreifen oder eine starke Ozonproduktion durch den Luftverkehr vermieden, so kann auch die Zunahme strahlungsaktiver Spurenstoffe und damit die Erwärmung der Atmosphäre vermieden werden. Auf diese Weise kann der Luftverkehr seinen Anteil am Klimawandel senken“, ergänzt Matthes.
Identifizierung klimaoptimierter Flugrouten
Eine wichtige Errungenschaft von FlyATM4E ist die Bereitstellung einer quelloffenen Bibliothek, die Daten aus numerischen Wettervorhersagen mit mathematischen Algorithmen verknüpft, um die Nutzenden mithilfe eines räumlich und zeitlich aufgelösten Datenprodukts mit Informationen über die Regionen zu versorgen, in denen die Flugzeugemissionen eine große Klimawirkung haben. „Die Verfügbarkeit eines solchen Dienstes bietet eine Möglichkeit der Flugroutenplanung und -optimierung, um alternative Flugrouten mit geringerer Klimawirkung zu identifizieren und klimaschonende Flugstrecken zu ermitteln“, fügt Matthes hinzu. FlyATM4E hat auch das Minderungspotenzial solcher klimaoptimierten Flugrouten für eine Reihe von Fallstudien in drei verschiedenen numerischen Simulationsumgebungen zur Flugplanung untersucht. „In einer europäischen Verkehrsstudie zeigen die Optimierungen, dass bei einer bescheidenen Erhöhung der Betriebskosten um etwa 1 % eine Verringerung der Klimaauswirkungen in der Größenordnung von 20-50 % erreicht werden kann, wenn die Flüge mit den höchsten Klimaschutzpotenzialen wirkungsvoll umgesetzt werden“, berichtet Matthes. Ein zentrales Element dieser Forschungsergebnisse ist, dass FlyATM4E Konzepte entwickelt hat, die es ermöglichen, die vorherrschenden Unsicherheiten in die oben genannten Simulationen einzubeziehen. Dies gewährleistet eine zuverlässige Entscheidungsfindung unter unsicheren Bedingungen, die zum Beispiel aufgrund von Schwankungen in den Wettervorhersagen herrschen.
Klimaschutzpotenziale für den Luftverkehr ermitteln
Mit Blick in die Zukunft stellt Matthes fest: „In einem nächsten Schritt soll ein neuartiger, von FlyATM4E entwickelter meteorologischer Dienst in die Simulationsumgebungen für Flugdurchführungspläne einschließlich Flugverkehrsmanagement und Flugverkehrskontrolle implementiert werden.“ Um dies zu erreichen, ist eine enge Zusammenarbeit mit Dienstleistern erforderlich, um eine effiziente Bereitstellung von Informationen zu gewährleisten, die aus räumlich und zeitlich aufgelösten Daten zu Klimawirkungen bestehen, beispielsweise zu den klimatischen Auswirkungen von Kondensstreifen und NOx-induzierten Ozon- und Methanveränderungen. Darüber hinaus muss die bestehende Infrastruktur ausgebaut werden, um die Klimawirkung des Luftverkehrs bei der Flugroutenoptimierung zu berücksichtigen. Parallel dazu werden weitere Forschungen erforderlich sein, um das Verständnis und die Darstellung von klimatischen Einflüssen, die nicht auf CO2 zurückzuführen sind, weiter voranzutreiben, wobei man sich auf modernste numerische Atmosphärenmodelle und Beobachtungen stützen muss. „Um diese Pläne umzusetzen, ist eine Zusammenarbeit mit den betroffenen Interessengruppen des Luftverkehrs und den politischen Verantwortlichen erforderlich, um die laufenden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit der Umsetzung marktbasierter Maßnahmen abzustimmen. Dies wird Anreize für die Nutzung von Klimaschutzpotenzialen im Luftverkehr schaffen“, so Matthes abschließend.
Schlüsselbegriffe
FlyATM4E, Luftverkehr, Luftfahrt, klimaoptimierte Flugrouten, Nicht-CO2-Effekte, CO2-Emissionen
