Das im Jahr 2013 gestartete und vom Institut für Physik der Atmosphäre geleitete Projekt WeCare (Utilizing Weather information for Climate efficient and eco efficient future aviation) hat das Ziel, das Reduktionspotential von Klimawirkungen im Luftverkehr zu quantifizieren, wenn die lokal unterschiedliche Wirkung von Nicht-CO2- Komponenten in einzelnen Wettersituationen ausgenutzt und der Kerosinverbrauch einbezogen würde.
Es gibt zwei Arten von Maßnahmen, den Flugverkehr klimaverträglicher zu gestalten: operationelle und technische Maßnahmen. Operationelle Maßnahmen bestehen darin, dass Bereiche der Atmosphäre vermieden werden, in denen sich aufgrund spezifischer Umstände (beispielsweise Wetter, Flugzeugemissionen) eine hohe spezifische Klimawirkung entfalten würden. Stattdessen werden die Flüge durch andere Bereiche mit aktuell geringerer Wirksamkeit geleitet. Operationelle Maßnahmen könnten im Prinzip auf den heutigen Luftverkehr angewendet werden, wenn das Air Traffic Management (ATM) das zulassen würde.
Technische Maßnahmen brauchen dagegen in der Regel eine lange Vorlaufzeit, wenn revolutionäre Konzepte mit entsprechend großer Wirkung umgesetzt werden sollen. Die ambitionierten Ziele der „Vision 2020“ von ACARE und im „Flightpath 2050“ der Europäischen Union werden jedenfalls nur mit revolutionären Konzepten zu erreichen sein. Das Project WeCare stellt sich nun die Aufgabe, diese beiden Arten von Maßnahmen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für die Schonung des Klimas zu vergleichen.
Das Institut für Flugführung adressiert im Rahmen des Projektes den Schwerpunkt Simulation des Luftverkehrs unter Verwendung wetterbasierter Klimakostenfunktionen. Der Luftverkehr für einzelne ausgewählte Tage wird nach Klimagesichtspunkten optimal gestaltet. Dies wird erzielt durch eine horizontale und vertikale Variation der Flugtrajektorien. Es beinhaltet auch kurzzeitige Wechsel der Flugniveaus, um klimasensitive Regionen mit geringer vertikaler Ausdehnung zu über- oder unterfliegen.
Die Ergebnisse dieser in WeCare entwickelten Optimierungen werden in einem Schnellzeitsimulator (AirTop) eingesetzt, um die Durchführbarkeit der erstellten Verkehrsszenarien in einer ATM-Umgebung zu überprüfen. Dabei wird auch untersucht, ob durch die Klimaoptimierung der Flugrouten möglicherweise ein Mehraufwand für das ATM-System entsteht, das heißt, ob es durch die Optimierung etwa zu Kapazitätsengpässen oder zu steigenden Kosten (z. B. Treibstoff, Crew, Flugsicherung) kommen könnte und wie sich diese vermeiden lassen würden.
DLR-Institut für Physik der Atmosphäre (Koordinator) DLR-Institut für Flugführung DLR-Lufttransportsysteme DLR-Flugexperimente DLR-Simulations- und Softwaretechnik DLR-Institut für Antriebstechnik