Vermeidung von Kondensstreifen: Ein erster Versuch in der Praxis

Abstract

Das Contrail-Avoidance-Experiment, welches im Jahr 2021 gemeinsam von DLR und MUAC (ein Flugsicherungsanbieter von EUROCONTROL) durchgeführt wurde, ist das erste seiner Art, bei dem in der Praxis Flugzeuge von eisübersättigten Gebieten (Regionen, in denen entstandene Kondensstreifen mehrere Stunden überdauern können) durch Flughöhenänderungen zur Vermeidung der Bildung persistenter Kondensstreifen ferngehalten wurden. Die betrachtete Region war das MUAC-Gebiet, welches die Niederlande, den Nordwesten Deutschlands, Belgien und Luxemburg umfasst. Das Experiment diente in erster Linie als Grundlage für zukünftige Studien und sollte insbesondere zeigen, ob durch Meidung eisübersättigter Gebiete signifikant weniger Kondensstreifen verursacht werden. Dazu waren zwischen dem 18. Januar 2021 und dem 22. Oktober 2021 an jedem zweiten Tag Flugzeugumleitungen geplant, die bei geeigneten Wetterbedingungen und geringem Flugzeugaufkommen umgesetzt wurden. An den übrigen Tagen wurden keine Umleitungen durchgeführt, um entsprechende Vergleichsdaten zu generieren. Für die Evaluierung des Experiments wurden über die untersuchten Monate insgesamt 11340 einzelne Sektoren des Gebietes ausgewertet. Dabei wurden das Auftreten eisübersättigter Gebiete, die Eiswolkenbedeckung über eisübersättigten Regionen, der Flugverkehr innerhalb einer Eisübersättigung, die von einem Algorithmus detektierten Kondensstreifen, die Eiswolken über den gefundenen Kondensstreifen und die Informationen über umgeleitete Flugzeuge berücksichtigt. Von den insgesamt 11340 Sektoren wurden 26 gefunden, die von eindeutig zuordenbaren Flugzeugumleitungen betroffen waren. Durch statistische Verfahren konnte, unter der Voraussetzung vorhergesagter Kondensstreifen, nachgewiesen werden, dass sich die Verteilungen der Daten der Tage ohne Umleitungen mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von weniger als 5% statistisch signifikant von den Daten der Tage mit Umleitungen unterscheiden und letztere signifikant weniger Kondensstreifen aufweisen. Dies deutet nicht nur auf einen Erfolg des Experiments hin, sondern zeigt außerdem, dass eisübersättigte Gebiete mit einer für den Zweck der Flugzeugumleitungen ausreichenden Genauigkeit prognostiziert werden können und, dass zur Vermeidung langlebiger Kondensstreifen in der Praxis durchaus in den Flugverkehr eingegriffen werden kann. Außerdem wurde der Grenzwert der relativen Feuchte bezüglich Eis (Persistenzkriterium) während des Experiments von 100% auf 98% gesenkt, um der in numerischen Wettervorhersagen häufigen Unterschätzung der Eisübersättigung entgegenzuwirken. Dadurch konnten zusammenhängendere und weniger verstreute eisübersättigte Gebiete beobachtet werden, sodass an Tagen mit geplanten Flugzeugumleitungen verhältnismäßig mehr Umleitungen umgesetzt werden konnten. Auf Grundlage der in diesem Experiment gewonnenen Ergebnisse können nun in zukünftigen Studien weitere Folgen von Flugzeugumleitungen untersucht werden.