Flyers can identify the most-warming flights when booking

Wanneer we nadenken over de klimaatimpact van vliegtuigen, is het beeld dat meestal in ons opkomt de onzichtbare sporen van kooldioxidegas die achterblijven door de verbranding van vliegtuigbrandstof. Dit gas houdt warmte vast in de atmosfeer en blijft daar eeuwenlang aanwezig, waardoor de planeet langzaam opwarmt. Er is echter een tweede, meer onmiddellijk effect dat hoog in de lucht plaatsvindt, vaak onopgemerkt door passagiers die uit het raam kijken. Wanneer vliegtuigen door koude, vochtige lucht vliegen, laten ze lange, witte strepen ijskristallen achter die bekend staan als condenssporen (contrails). Deze strepen kunnen uitdijen en dunne, hoge wolken vormen die fungeren als een deken, waardoor warmte die van de aarde beneden uitstraalt, wordt vastgehouden. In tegen tegenstelling tot kooldioxide, dat generaties lang blijft hangen, kunnen deze wolken binnen enkele uren verdwijnen. Als we hen zouden kunnen voorkomen dat ze ontstaan, zou de opwarming die zij veroorzaken net zo snel verdwijnen. Het probleem is dat niet elke vlucht deze warmtevasthoudende wolken creëert, en de vluchten die dat wel doen, zijn niet allemaal even schadelijk. Sommige vluchten veroorzaken een enorme hoeveelheid opwarming, terwijl andere heel weinig of zelfs een licht verkoelend effect hebben, afhankelijk van het tijdstip van de dag, de route en het type vliegtuig.

Een team van onderzoekers heeft nu aangetoond dat het mogelijk is om te voorspellen welke vluchten de grootste boosdoeners zijn voor dit type opwarming, zelfs voordat een passagier een ticket koopt. Door data van miljoenen commerciële vluchten te analyseren, hebben zij een methode ontwikkeld om de specifieke reizen te identificeren die het meest waarschijnlijk warmtevasthoudende wolken creëren, met behruik van enkel de informatie die beschikbaar is op een standaard vluchtschema. Hun werk suggereert dat als reizigers en bedrijven simpelweg de mogelijkheid hadden om deze specifieke vluchten te vermijden ten gunste van vergelijkbare alternatieven, zij de bijdrage van de luchtvaartindustrie aan de wereldwijde opwarming aanzienlijk zouden kunnen verminderen zonder de vliegtuigen of de routes zelf te hoeven veranderen.

De onderzoekers begonnen met het opbouwen van een enorme database van vluchtgegevens uit 2019 en 2021, die meer dan 52 miljoen commerciële vluchten beslaat. Ze gebruikten een geavanceerd computermodel dat simuleert hoe condenssporen ontstaan en evolueren, waarbij ze echte weerdata invoerden om exact te berekenen hoeveel opwarming elke individuele vlucht veroorzaakte. Dit proces onthulde een opvallend patroon: het opwarmingseffect is niet gelijkmatig verdeeld over alle vluchten. In plaats daarvan is het zeer geconcentreerd. De studie vond dat een minuscuul deel van de vluchten verantwoordelijk is voor het overgrote deel van de opwarming. Specifiek was de slechtste 5% van de vluchten verantwoordelijk voor ongeveer 95% van de totale opwarming veroorzaakt door condenssporen. De resterende vluchten droegen zeer weinig bij, en sommige hadden zelfs een netto verkoelend effect omdat ze tijdens de dag werden gevormd, wanneer de ijskristallen zonlicht terug in de ruimte reflecteren.

De sleutel tot deze ontdekking lag in het begrijpen van wat een vlucht "slecht" maakt voor het klimaat. De onderzoekers identificeerden dat de meest schadelijke vluchten de neiging hebben om specifieke kenmerken te delen die zichtbaar zijn op een website voor het boeken van vluchten. Vluchten die lange afstanden afleggen, vooral die op hoge breedtegraden zoals boven Europa of het noorden van de Verenigde Staten vliegen, zijn grotere kanshebbers om warmtevasthoudende wolken te creëren. Het tijdstip van vertrek doet er enorm toe; vluchten die in de middag of avond vertrekken, zijn veel schadelijker dan ochtendvluchten. Dit komt omdat middag- en avondvluchten sporen achterlaten die voortbestaan tot in de nacht, wanneer de ijskristallen alleen warmte kunnen vasthouden zonder zonlicht te reflecteren. Ochtendvluchten vormen daarentegen meestal sporen die alleen tijdens de dag bestaan, waarbij het verkoelende effect van het reflecteren van zonlicht de opwarming kan compenseren. Het type vliegtuig speelt ook een rol, waarbij bepaalde oudere of minder efficiënte motoren meer roet produceren, wat leidt tot de vorming van meer persistente ijskristallen.

Met deze patronen in gedachten trainden het team een computerprogramma om als voorspeller te fungeren. Ze leerden het programma om alleen naar de basisdetails te kijken die beschikbaar zijn bij de aankoop van een ticket: de herkomst en bestemming, de geplande vertrektijd, het type vliegtuig en de afstand van de reis. Ze sloten bewust alle realtime weerdata uit, omdat die informatie niet weken of maanden van tevoren beschikbaar is wanneer mensen hun reizen boeken. Het doel was om te zien of het schema alleen de slechtste vluchten kon voorspellen. De resultaten waren verrassend effectief. Het model identificeerde succesvol de top 10% van de vluchten die de meeste opwarming zouden veroorzaken, waarbij het ongeveer 68% van het totale opwarmingseffect vastlegde. Nog indrukwekkender was dat het een kleinere groep van slechts 5% van de vluchten kon aanwijzen die verantwoordelijk waren voor bijna de helft van alle opwarming. Dit betekent dat een reiziger geen complexe wetenschap van de atmosferische fysica nodig heeft om een betere keuze te maken; ze hoeven alleen maar te weten welk specifiek vluchtnummer te vermijden.

Om te testen hoe dit in de echte wereld zou werken, pasten de onderzoekers hun model toe op de reisgegevens van twee grote ondernemingen. Ze bekeken de werkelijke vluchten die door werknemers van deze bedrijven werden ondernomen en berekenden hoeveel opwarming die vluchten veroorzaakten. Vervolgens simuleerden ze een scenario waarin de bedrijven de vluchten vermeden die hun model als de slechtste markeerde. Als de bedrijven simpelweg de "slechte" vluchten hadden vervangen door andere vluchten op dezelfde route die voorspeld werden minder schadelijk te zijn, hadden zij hun totale condensspoor-opwarming met tussen de 14% en 29% kunnen verminderen. Deze vermindering werd bereikt met een praktische beperking: de vervangende vlucht moest binnen 16 uur na de oorspronkelijke vlucht vertrekken. Als de bedrijven bereid waren om elke vlucht op dezelfde route te accepteren, ongeacht de tijd, had de vermindering zelfs 54% kunnen zijn. De studie toonde aan dat er voor veel drukke routes vaak meerdere vluchten beschikbaar zijn op vergelijkbare tijdstippen, waardoor het gemakkelijk is om een hoog-opwarmende vlucht te wisselen voor een laag-opwarmende vlucht zonder het reisschema aanzienlijk te veranderen.

De onderzoekers verkenden ook waarom sommige vluchten slechter zijn dan andere door te kijken naar de specifieke kenmerken waarop hun model vertrouwde. De belangrijkste factor was de afstand van de vlucht, gevolgd door het type vliegtuig en de hoeveelheid daglicht die de vlucht zou tegenkomen. Vluchten die een groot deel van hun traject in het donker doorbrengen, met name boven hoge breedtegraden tijdens de winter, zijn het meest waarschijnlijk om persistente, warmtevasthoudende wolken te creëren. Het model benadrukte ook dat het deel van het vliegpad dat boven land versus water gaat, de minst belangrijke factor was. Dit suggereert dat de geografie van de route minder belangrijk is dan de timing en de machines van het vliegtuig. De studie bevestigde dat de voorspellingen van het model standhielden over verschillende jaren en verschillende weerspatronen, wat vertrouwen geeft dat dit betrouwbare, structurele patronen zijn in hoe de luchtvaart het klimaat beïnvloedt.

Dit werk daagt het idee uit dat alle vluchten even slecht zijn voor het klimaat en dat de enige oplossing is om minder te vliegen of te wachten op nieuwe technologie. In plaats daarvan suggereert het dat onmiddellijke, significante reducties in opwarming mogelijk zijn door slimmere keuzes op het moment van boeken. Hoewel luchtvaartmaatschappijen al manieren verkennen om vliegtuigen in realtime om te leiden om slecht weer te vermijden, laat dit onderzoek zien dat passagiers en zakelijke reisbeheerders weken of maanden van tevoren een rol kunnen spelen. Door te kiezen voor een vlucht die in de ochtend vertrekt of een ander type vliegtuig te selecteren, kunnen reizigers de specifieke omstandigheden vermijden die leiden tot de meest schadelijke wolken. De onderzoekers zijn zelfs begonnen met het ontwikkelen van hulpmiddelen om deze informatie publiekelijk beschikbaar te maken, zoals een browser-extensie die de opwarmingspotentie van een vlucht direct op boekingswebsites kan tonen.

De studie kent wel degelijk beperkingen. De voorspellingen zijn gebaseerd op simulaties en historische data, niet op directe metingen van de toekomstige impact van elke individuele vlucht. Het model werkt het best wanneer er veel alternatieve vluchten zijn om uit te kiezen, wat het geval is voor grote routes, maar moeilijker kan zijn voor kleinere, minder frequente verbindingen. Bovendien merken de onderzoekers op dat de opwarming door condenssporen tijdelijk is, zolang de vlucht ze blijft creëren, terwijl kooldioxide-emissies eeuwenlang blijven bestaan. Dit betekent dat hoewel het vermijden van condenssporen een onmiddellijk verkoelend voordeel biedt, het de noodzaak om koolstofemissies te verminderen niet vervangt. Echter, het vermogen om de slechtste vluchten te identificeren en te vermijden, biedt een krachtige, onmiddellijke hefboom om de totale impact van de luchtvaartindustrie op het klimaat te verminderen. Het verandert het boeken van een vlucht in een kans om een specifiek, meetbaar verschil te maken, en bewijst dat de meest opwarmende vluchten geen mysterie zijn, maar een voorspelbaar onderdeel van het schema dat vermeden kan worden.