Berücksichtigung des Windes Intelligente Flugrouten-Planung reduziert CO2-Emissionen

Der Flugverkehr trägt unter anderem aufgrund des CO2-Ausstosses zum Klimawandel bei. Durch eine bessere Planung der Flugrouten liesse sich ein Teil der Emissionen einsparen.

Eine stärkere Berücksichtigung des Windes bei der Planung von Flugrouten über den Atlantik könnte den Ausstoss von Kohlendioxid (CO2) reduzieren. Britische Wissenschaftler errechneten für Flüge zwischen London und New York im Winter 2019/2020 eine mögliche Ersparnis von 6,7 Millionen Kilogramm CO2. Pro Flug hätte Treibstoff für etwa 200 Kilometer eingespart werden können. Die Ergebnisse der Forscher um Cathie Wells von der University of Reading in Reading (Grossbritannien) sind im Fachjournal «Environmental Research Letters» veröffentlicht.

Schon bei derzeitigen Flugroutenplanungen werden Winde teilweise berücksichtigt. «Überlegungen wie die Reduzierung der Gesamtkosten für den Flugbetrieb haben derzeit eine höhere Priorität als die Minimierung des Treibstoffverbrauchs und der Umweltverschmutzung», wird Wells in einer Mitteilung ihrer Universität zitiert. Erleichtert werde eine künftige stärkere Berücksichtigung der Winde durch ein neues Netzwerk von Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn, das derzeit getestet werde, schreiben die Forscher. Damit sei die Ortsbestimmung der einzelnen Flugzeuge über dem Atlantik viel genauer möglich als bisher.

CO2-Ersparnis durch Jetstream

Wells und Kollegen analysierten die mehr als 35'000 Flüge zwischen London und New York vom 1. Dezember 2019 bis zum 29. Februar 2020. Sie setzten die Flugrouten ins Verhältnis zu den gemessenen Winden im Jetstream, einem Starkwindband in neun bis 12 Kilometern Höhe, der üblichen Reisehöhe von Transatlantikflügen. Für jeden Flug errechneten die Forscher eine Flugroute, die für die auftretenden Winde optimiert war. Für Flüge von New York nach London galt es dabei, den in östlicher Richtung fliessenden Jetstream bestmöglich als Rückenwind auszunutzen. Umgekehrt sollte auf Flügen von London nach New York der direkte Gegenwind des Jetstreams möglichst vermieden werden.

Für Flüge von New York nach London (mit dem Jetstream) errechneten die Wissenschaftler eine durchschnittliche CO2-Ersparnis von 2,5 Prozent pro Flug. Im Vergleich zur jeweils ungünstigsten der genutzten Flugrouten betrug die Ersparnis sogar 16,4 Prozent. Bei Flügen von London nach New York (gegen den Jetstream) kamen die Forscher auf eine durchschnittliche CO2-Einsparung von 1,7 Prozent. Die Kalkulationen basieren auf der Annahme einer konstanten Fluggeschwindigkeit von 864 Kilometern pro Stunde.

Forscher sehen Potenzial von bis zu zehn Prozent

Die Wissenschaftler sehen ihr Verfahren als Alternative oder Ergänzung zu anderen Massnahmen, um den CO2-Ausstoss von Flugzeugen zu reduzieren: «Ein Upgrade auf effizientere Flugzeuge oder die Umstellung auf Biokraftstoffe oder Batterien könnte die Emissionen erheblich senken, ist jedoch kostspielig und kann Jahrzehnte dauern», betont Mitautor Paul Williams von der University of Reading. In zukünftigen Studien wollen die Forscher die Gestaltung optimaler Routen untersuchen, die unter unsicheren Wetterbedingungen stabil sind.

«Kraftstoffoptimierte Routen sind nicht unbedingt klimaoptimiert, da zusätzliche Effekte wie Kondensstreifenbildung, die in anderen Quellen dokumentiert sind, nicht berücksichtigt werden», schreibt das Team um Wells. Eine internationale Studie unter der Leitung des Instituts für Physik der Atmosphäre im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat klimaschonende Flugrouten bereits 2017 errechnet. Die Wissenschaftler kamen damals sogar auf ein Potenzial von zehn Prozent, um die der Einfluss des Flugverkehrs auf das Klima durch optimierte Flugrouten verringert werden könnte.