Flyers can identify the most-warming flights when booking

Wenn wir über die Klimafolgen von Flugzeugen nachdenken, ist das Bild, das uns meist in den Sinn kommt, die unsichtbare Spur aus Kohlendioxidgas, die durch das Verbrennen von Treibstoff hinterlassen wird. Dieses Gas fängt Wärme in der Atmosphäre ein und bleibt dort für Jahrhunderte, was den Planeten langsam erwärmt. Es gibt jedoch einen zweiten, unmittelbareren Effekt, der hoch oben am Himmel geschieht und von Passagieren, die aus dem Fenster schauen, oft unbemerkt bleibt. Wenn Flugzeuge durch kalte, feuchte Luft fliegen, hinterlassen sie lange, weiße Streifen aus Eiskristallen, die als Kondensstreifen bekannt sind. Diese Streifen können sich ausbreiten und dünne, hohe Wolken bilden, die wie eine Decke wirken und die von der Erde nach unten strahlende Wärme einfangen. Im Gegensatz zu Kohlendioxid, das über Generationen hinweg verweilt, können diese Wolken innerhalb weniger Stunden verschwinden. Wenn wir es schaffen würden, ihre Entstehung zu verhindern, würde die dadurch verursachte Erwärmung ebenso schnell verschwinden. Das Problem ist jedoch, dass nicht jeder Flug diese wärmefangenden Wolken erzeugt, und jene, die dies tun, nicht alle gleichermaßen schädlich sind. Einige Flüge verursachen eine enorme Menge an Erwärmung, während andere sehr wenig oder sogar einen leichten Kühleffekt haben, abhängig von der Tageszeit, der Route und dem Flugzeugtyp.

Ein Team von Forschern hat nun gezeigt, dass es möglich ist, vorherzusagen, welche Flüge die schlimmsten Übeltäter für diese Art der Erwärmung sein werden, noch bevor ein Passagier ein Ticket kauft. Durch die Analyse von Daten aus Millionen von kommerziellen Flügen entwickelten sie eine Methode, um die spezifischen Reisen zu identifizieren, die am wahrscheinlichsten hitzeabsorbierende Wolken erzeugen – und zwar unter Verwendung ausschließlich der Informationen, die auf einem Standard-Flugplan verfügbar sind. Ihre Arbeit legt nahe, dass Reisende und Unternehmen die Erwärmung durch die Luftfahrt signifikant reduzieren könnten, indem sie einfach versuchen, diese spezifischen Flüge zugunsten ähnlicher Alternativen zu vermeiden, ohne dabei das Flugzeug oder die Routen selbst ändern zu müssen.

Die Forscher begannen mit dem Aufbau einer riesigen Datenbank mit Flugdaten aus den Jahren 2019 und 2021, die über 52 Millionen kommerzielle Flüge abdeckte. Sie verwendeten ein hochentwickeltes Computermodell, das simuliert, wie Kondensstreifen entstehen und sich entwickeln, wobei sie reale Wetterdaten einspeisten, um exakt zu berechnen, wie viel Erwärmung jeder einzelne Flug verursacht hat. Dieser Prozess offenbarte ein auffälliges Muster: Der Erwärmungseffekt ist nicht gleichmäßig über alle Flüge verteilt. Stattdessen ist er hoch konzentriert. Die Studie fand heraus, dass ein winziger Bruchteil der Flüge für den weitaus größten Teil der Erwärmung verantwortlich ist. Konkret waren die schlimmsten 5 % der Flüge für etwa 95 % der gesamten durch Kondensstreifen verursachten Erwärmung verantwortlich. Die verbleibenden Flüge trugen nur sehr wenig bei, und einige hatten sogar einen Netto-Kühleffekt, weil sie während des Tages entstanden, wenn die Eiskristalle das Sonnenlicht reflektieren.

Der Schlüssel zu dieser Entdeckung war das Verständnis dessen, was einen Flug „schlecht“ für das Klima macht. Die Forscher identifizierten, dass die schädlichsten Flüge bestimmte Merkmale teilen, die auf einer Flugbuchungswebsite sichtbar sind. Flüge, die lange Distanzen zurücklegen, insbesondere solche, die in hohen Breiten wie über Europa oder dem nördlichen Teil der USA fliegen, neigen eher dazu, wärmende Wolken zu erzeugen. Auch die Abflugzeit spielt eine immense Rolle; Flüge, die am Nachmittag oder Abend starten, sind weitaus schädlicher als Flüge am Morgen. Dies liegt daran, dass Nachmittags- und Abendflüge Spuren hinterlassen, die bis in die Nacht hinein bestehen bleiben, wenn die Eiskristalle lediglich Wärme einfangen können, ohne Sonnenlicht zu reflektieren. Flüge am Morgen hingegen bilden meist Spuren, die nur während des Tages existieren, wenn der Kühleffekt der Lichtreflexion die Erwärmung ausgleichen kann. Auch der Flugzeugtyp spielt eine Rolle, da bestimmte ältere oder weniger effiziente Triebwerke mehr Ruß produzieren, was zur Bildung beständigerer Eiskristalle führt.

Mit diesen Mustern im Hinterkopf trainierte das Team ein Computerprogramm, das als Prädiktor fungiert. Sie brachten dem Programm bei, nur die grundlegenden Details zu betrachten, die beim Kauf eines Tickets verfügbar sind: den Abflugort und den Zielort, die geplante Abflugzeit, den Flugzeugtyp und die Distanz der Reise. Sie schlossen Wetterdaten in Echtzeit bewusst aus, da diese Informationen nicht Wochen oder Monate im Voraus verfügbar sind, wenn Menschen ihre Reisen buchen. Das Ziel war es zu sehen, ob der Flugplan allein vorhersagen kann, welche Flüge die schlechtesten sein würden. Die Ergebnisse waren überraschend effektiv. Das Modell identifizierte erfolgreich die obersten 10 % der Flüge, die die meiste Erwärmung verursachen würden, und erfasste dabei etwa 68 % des gesamten Erwärmungseffekts. Noch beeindruckender war, dass es eine kleinere Gruppe von nur 5 % der Flüge präzise bestimmen konnte, die für fast die gesamte Erwärmung verantwortlich waren. Das bedeutet, dass ein Reisender keine komplexe Wissenschaft der atmosphärischen Physik kennen muss, um eine bessere Entscheidung zu treffen; er muss lediglich wissen, welche spezifische Flugnummer er vermeiden sollte.

Um zu testen, wie dies in der realen Welt funktionieren würde, wandten die Forscher ihr Modell auf die Reiseaufzeichnungen zweier großer Unternehmen an. Sie untersuchten die tatsächlichen Flüge der Mitarbeiter dieser Unternehmen und berechneten, wie viel Erwärmung diese Flüge verursacht hatten. Dann simulierten sie ein Szenario, in dem die Unternehmen die Flüge vermieden, die ihr Modell als die schlechtesten markiert hatte. Hätten die Unternehmen einfach die durch das Modell markierten „schlechten“ Flüge gegen andere Flüge auf derselben Route getauscht, die als weniger schädlich vorhergesagt wurden, hätten sie ihre gesamte Kondensstreifen-Erwärmung um zwischen 14 % und 29 % reduzieren können. Diese Reduktion wurde unter einer praktischen Einschränkung erreicht: Der Ersatzflug musste innerhalb von 16 Stunden nach dem ursprünglichen Flug starten. Wären die Unternehmen bereit gewesen, jeden Flug auf derselben Route unabhängig von der Zeit zu akzeptieren, hätte die Reduktion bei 54 % liegen können. Die Studie zeigte, dass es für viele geschäftige Routen oft mehrere verfügbare Flüge zu ähnlichen Zeiten gibt, was es einfach macht, einen hochgradig wärmenden Flug gegen einen weniger schädlichen auszutauschen, ohne den Reiseplan wesentlich zu ändern.

Die Forscher untersuchten auch, warum manche Flüge schlechter sind als andere, indem sie die spezifischen Merkmale analysierten, auf die ihr Modell angewiesen war. Der wichtigste Faktor war die Flugdistanz, gefolgt vom Flugzeugtyp und der Menge des Tageslichts, der der Flug ausgesetzt war. Flüge, die einen großen Teil ihrer Reise in der Dunkelheit verbringen, insbesondere über hohen Breiten während des Winters, sind am wahrscheinlichsten dazu geneigt, langanhaltende, hitzeabsorbierende Wolken zu erzeugen. Das Modell hob auch hervor, dass der Anteil des Flugwegs über Land gegenüber dem Weg über Wasser der am wenigsten wichtige Faktor war. Dies deutet darauf hin, dass die Geografie der Route weniger wichtig ist als der Zeitpunkt und die Mechanik des Flugzeugs. Die Studie bestätigte, dass die Vorhersagen des Modells über verschiedene Jahre und unterschiedliche Wettermuster hinweg Bestand hatten, was das Vertrauen stärkt, dass es sich hierbei um zuverlässige, strukturelle Muster handelt, wie die Luftfahrt das Klima beeinflusst.

Diese Arbeit stellt die Vorstellung in Frage, dass alle Flüge gleichermaßen schlecht für das Klima sind und dass die einzige Lösung darin besteht, weniger zu fliegen oder auf neue Technologien zu warten. Stattdessen legt sie nahe, dass sofortige, signifikante Reduzierungen der Erwärmung durch klügere Entscheidungen im Moment der Buchung möglich sind. Während Fluggesellschaften bereits daran arbeiten, Flugrouten in Echtzeit anzupassen, um schlechtes Wetter zu vermeiden, zeigt diese Forschung, dass Passagiere und Unternehmensreisemanager bereits Wochen oder Monate im Voraus eine Rolle spielen können. Indem Reisende einen Flug wählen, der am Morgen startet, oder einen anderen Flugzeugtyp wählen, können sie die spezifischen Bedingungen vermeiden, die zu den schädlichsten Wolken führen. Die Forscher haben sogar damit begonnen, Werkzeuge zu entwickeln, um diese Informationen der Öffentlichkeit zugänglich zu machen, wie zum Beispiel eine Browser-Erweiterung, die das Erwärmungspotenzial eines Fluges direkt auf Buchungswebseiten anzeigen könnte.

Die Studie hat jedoch auch Grenzen. Die Vorhersagen basieren auf Simulationen und historischen Daten, nicht auf direkten Messungen der zukünftigen Auswirkungen jedes einzelnen Fluges. Das Modell funktioniert am besten, wenn es viele alternative Flüge zur Auswahl gibt, was für Hauptrouten zutrifft, bei kleineren, weniger häufigen Verbindungen jedoch schwieriger sein könnte. Zudem merken die Forscher an, dass die Erwärmung durch Kondensstreifen temporär ist und nur so lange anhält, wie der Flug Kondensstreifen erzeugt, während Kohlendioxidemissionen Jahrhunderte andauern. Dies bedeutet, dass die Vermeidung von Kondensstreifen zwar einen unmittelbaren Kühlungsvorteil bietet, aber nicht den Bedarf ersetzt, Kohlenstoffemissionen zu senken. Dennoch bietet die Fähigkeit, die schlimmsten Flüge zu identifizieren und zu vermeiden, einen starken, unmittelbaren Hebel, um den Gesamteinfluss der Luftfahrt auf das Klima zu reduzieren. Es verwandelt den Akt der Flugbuchung in eine Gelegenheit, einen spezifischen, messbaren Unterschied zu machen, und beweist, dass die wärmsten Flüge kein Geheimnis sind, sondern ein vorhersagbarer Teil des Flugplans, den man vermeiden kann.