Attribuzioni ContrailWatch

ContrailWatch è un insieme di attribuzioni di scie di condensazione a livello di volo per i voli passati.

Sebbene non vengano utilizzati direttamente per la pianificazione dei voli, le attribuzioni delle scie di condensazione sono importanti per l'addestramento, la valutazione e scopi didattici. Ci auguriamo che questi dati vengano utilizzati per accelerare la ricerca sulle scie di condensazione.

Metodologie

Per supportare diverse esigenze di ricerca e analisi, l'API Contrails offre tre metodologie di attribuzione distinte utilizzando un parametro view:

OBSERVATION

OBSERVATION è la modalità predefinita e attribuisce l'impatto solo in base ai rilevamenti di scie di condensazione di satelliti corrispondenti. I segmenti di volo senza scie di condensazione rilevate non hanno alcun impatto.

Questa modalità dà la priorità all'alta precisione in base a prove dirette e osservate.

Questa visualizzazione associa i rilevamenti satellitari alle traiettorie di volo utilizzando i metodi descritti in Sarna et al. 2025 e si basa su Geraedts et al. 2023.

COCIP

COCIP attributi di impatto basati esclusivamente sulla modellazione fisica (previsioni di ensemble CoCiP utilizzando 10 membri). Le traiettorie di volo vengono interpolate completamente utilizzando traiettorie di cerchio massimo sui vuoti di dati.

Questa modalità dà la priorità a un richiamo elevato.

Questa visualizzazione utilizza la modellazione fisica descritta in Schumann 2012.

OBSERVATION_ENHANCED_COCIP

OBSERVATION_ENHANCED_COCIP è un approccio ibrido che combina le osservazioni satellitari con le previsioni dell'ensemble CoCiP per stimare l'impatto radiativo fisico totale.

L'API Contrails fornisce la migliore stima della forzatura radiativa fisica derivata dall'estrazione della forzatura radiativa effettiva dagli output di previsione CoCiP in griglia 4D e dalla loro interpolazione lineare lungo i punti di volo ricampionati. La metodologia per la stima del forzante energetico è un'area di ricerca attiva e potrebbe cambiare nelle versioni future.

Questo approccio:

  • Scala o sconta le previsioni del modello fisico in base ai rilevamenti satellitari corrispondenti, ove la copertura lo consenta.
  • Si basa direttamente sulla modellazione fisica nelle regioni al di fuori della copertura satellitare, nonché per le lacune nei dati della traiettoria di volo, che non sono intrinsecamente adatte alla corrispondenza.

Questa visualizzazione combina le rilevazioni di scie di condensazione satellitari corrispondenti con le previsioni CoCiP basate sulla metodologia presentata in Geraedts et al. 2026 (preprint).

Utilizzo

Le attribuzioni di ContrailWatch sono state utilizzate per addestrare le previsioni delle scie di condensazione basate sul ML, valutare le prove di evitamento delle scie di condensazione e fornire informazioni sui modelli di formazione delle scie di condensazione.

Esempio

Questa immagine di esempio è un fotogramma della sequenza di immagini satellitari GOES-16 sulla zona della costa del Golfo. È stato utilizzato per valutare se un volo di evitamento delle scie di condensazione ha creato una scia di condensazione rilevabile.

Attribuzione di GOES-16 tramite immagini satellitari

Le linee spesse mostrano la traiettoria di volo originale e la traiettoria di volo trascinata dal vento, insieme alle scie di condensazione rilevate dal sistema di computer vision. Maggiori dettagli disponibili nell'articolo originale.

Limitazioni

Le attribuzioni di ContrailWatch presentano le seguenti limitazioni:

  • Copertura geografica: i vincoli regionali si applicano solo alle operazioni che si basano su immagini satellitari (la visualizzazione OBSERVATION e i segmenti di aggiustamento osservativo di OBSERVATION_ENHANCED_COCIP). Questi sono limitati alle sotto-regioni coperte da GOES-East (Stati Uniti continentali), MTG (Europa continentale) e Himawari (sotto-regioni dell'Asia orientale / Asia-Pacifico). Le attribuzioni GOES-East e Himawari forniscono una qualità a livello di produzione, mentre MTG è in versione beta. Per le aree al di fuori di queste regioni di copertura definite o per la visualizzazione della fisica pura (COCIP), le valutazioni del volo vengono calcolate a livello globale utilizzando per impostazione predefinita le previsioni del modello.

    Riquadri di delimitazione della copertura satellitare (visualizzazione Mercatore piatta)

    La mappa precedente illustra i limiti specifici utilizzati per l'elaborazione dei dati di queste visualizzazioni basate sull'osservazione.

  • Stime basate sulla formazione e sul forzante energetico:le attribuzioni si basano su osservazioni della formazione di scie di condensazione da immagini satellitari o simulazioni fisiche anziché su misurazioni dirette in tempo reale del forzante radiativo.

  • Richiamo: le attribuzioni solo di osservazione potrebbero non rappresentare l'intera estensione della formazione di scie di condensazione in una regione.

    Comprendere la percentuale di formazione di scie di condensazione osservabile nelle immagini satellitari è una domanda di ricerca aperta. La ricerca indica che circa la metà di tutte le scie di condensazione è rilevabile dai satelliti geostazionari, e la stragrande maggioranza del riscaldamento proviene da scie di condensazione che sono rilevabili a un certo punto della loro vita (Driver et al. 2025).

Licenza

I dati esposti dall'API ContrailWatch sono concessi in licenza ai sensi della CC BY-NC 4.0.

Riferimenti

  • Geraedts, Scott, Erica Brand, Thomas R. Dean, Sebastian Eastham, Carl Elkin, Zebediah Engberg, Ulrike Hager, et al. 2023. Un sistema scalabile per misurare la formazione di scie di condensazione in base al volo. Environmental Research Communications, http://doi.org/10.1088/2515-7620/ad11ab.

  • Sarna, A., Meijer, V., Chevallier, R., Duncan, A., McConnaughay, K., Geraedts, S., and McCloskey, K.: Benchmarking and improving algorithms for attributing satellite-observed contrails to flights, Atmospheric Measurement Techniques, https://doi.org/10.5194/amt-18-3495-2025.

  • Schumann, U. 2012. Un modello di previsione delle nuvole cirri di condensa. Geoscientific Model Development 5 (3): 543-80.

  • John C Platt, Marc L Shapiro, Zebediah Engberg, Kevin McCloskey, Scott Geraedts, Tharun Sankar, Marc E J Stettler, Roger Teoh, Ulrich Schumann, Susanne Rohs: The effect of uncertainty in humidity and model parameters on the prediction of contrail energy forcing 2024 Environ. Res. Commun. 6 095015

  • Driver, O. G. A., Stettler, M. E. J. e Gryspeerdt, E.: Fattori che limitano il rilevamento delle scie di condensazione nelle immagini satellitari, Atmos. Meas. Tech., 18, 1115–1134, https://doi.org/10.5194/amt-18-1115-2025, 2025.

  • Geraedts, Scott, Aaron Sarna, Susanne Rohs, Roger Teoh e Kevin McCloskey. 2026. Miglioramento delle condizioni meteo per la convalida delle scie di condensazione mediante l'incorporazione di osservazioni satellitari. Copernicus Preprints, https://jecats.copernicus.org/preprints/jecats-2026-6/.