Atribuições do ContrailWatch

O ContrailWatch é um conjunto de atribuições de rastros de condensação no nível do voo para voos anteriores.

Embora não sejam usados diretamente para o planejamento de voos, as atribuições de rastros de condensação são importantes para fins de treinamento, avaliação e educação. Esperamos que esses dados sejam usados para acelerar a pesquisa de rastros de condensação.

Metodologias

Para atender a diferentes necessidades de pesquisa e análise, a API Contrails oferece três metodologias de atribuição distintas usando um parâmetro view:

OBSERVATION

OBSERVATION é o modo padrão e atribui o impacto com base apenas em detecções de rastros de condensação por satélite correspondentes. Os segmentos de voo sem detecção de rastros de condensação correspondentes não informam nenhum impacto.

Esse modo prioriza a alta precisão com base em evidências diretas e observadas.

Essa visualização corresponde às detecções de satélite em trajetos de voo usando métodos descritos em Sarna et al. 2025 e se baseia em Geraedts et al. 2023.

COCIP

COCIP atribui o impacto com base apenas na modelagem física (previsões de conjunto do CoCiP usando 10 membros). Os trajetos de voo são totalmente interpolados usando trajetos de círculo máximo em lacunas de dados.

Esse modo prioriza a alta capacidade de recall.

Essa visualização usa a modelagem física descrita em Schumann 2012.

OBSERVATION_ENHANCED_COCIP

OBSERVATION_ENHANCED_COCIP é uma abordagem híbrida que combina observações de satélite com previsões de conjunto do CoCiP para estimar o impacto radiativo físico total.

A API Contrails fornece a melhor estimativa de forçamento de energia radiativa física derivada da extração do forçamento radiativo eficaz das saídas de previsão do CoCiP em grade 4D e da interpolação linear delas ao longo dos pontos de voo reamostrados. A metodologia para estimar o forçamento de energia é uma área ativa de pesquisa e pode mudar em versões futuras.

Essa abordagem:

  • Dimensiona ou desconta previsões de modelos físicos com base em detecções de satélite correspondentes, quando a cobertura permite.
  • Depende diretamente da modelagem física em regiões fora da cobertura de satélite, bem como para lacunas de dados de trajetos de voo que não são adequadas para correspondência.

Essa visualização combina detecções de rastros de condensação por satélite correspondentes com previsões do CoCiP com base na metodologia apresentada em Geraedts et al. 2026 (pré-impressão).

Uso

As atribuições do ContrailWatch foram usadas para treinar previsões de rastros de condensação baseadas em ML, avaliar testes de prevenção de rastros de condensação e fornecer insights sobre padrões de formação de rastros de condensação.

Exemplo

Esta imagem de exemplo é um frame da sequência de imagens de satélite GOES-16 sobre a área da Costa do Golfo. Ela foi usada para avaliar se um voo de prevenção de rastros de condensação criou um rastro detectável.

Atribuição do GOES-16 usando imagens de satélite

As linhas grossas mostram o trajeto de voo original e a trajetória de voo advectada pelo vento, além dos rastros de condensação detectados pelo sistema de visão computacional. Mais detalhes disponíveis no documento original.

Limitações

As atribuições do ContrailWatch têm as seguintes limitações:

  • Cobertura geográfica: as restrições regionais se aplicam apenas a operações que dependem de imagens de satélite (a visualização OBSERVATION e os segmentos de ajuste observacional de OBSERVATION_ENHANCED_COCIP). Elas são limitadas a sub-regiões cobertas por GOES-East (EUA continental), GOES-West, MTG (Europa continental) e Himawari (sub-regiões do leste asiático/ Ásia-Pacífico). As atribuições GOES-East, GOES-West e Himawari oferecem qualidade de produção, enquanto o MTG está na versão Beta. Para áreas fora dessas regiões de cobertura definidas ou para a visualização de física pura (COCIP), as avaliações de voo são calculadas globalmente por padrão para previsões de modelos.

    Caixas delimitadoras de cobertura de satélite (visualização plana de Mercator)

    O mapa anterior ilustra os limites específicos usados para processar dados dessas visualizações baseadas em observação.

  • Estimativas de forçamento de energia e focadas na formação:as atribuições são baseadas em observações da formação de rastros de condensação a partir de imagens de satélite ou simulação física, em vez de medição direta em tempo real do forçamento radiativo.

  • Capacidade de recall:as atribuições somente de observação podem não representar toda a extensão da formação de rastros de condensação em uma região.

    Entender a porcentagem de formação de rastros de condensação observável em imagens de satélite é uma questão de pesquisa em aberto. A pesquisa indica que cerca de metade de todos os rastros de condensação são detectáveis por satélites geoestacionários, com a grande maioria do aquecimento vindo de rastros de condensação que são detectáveis em algum momento da vida útil (Driver et al. 2025).

  • Disponibilidade temporal e manutenção:as atribuições de rastros de condensação no nível do voo estão disponíveis a partir de 2024.

    • Dados de 2024:fornecidos com base no melhor esforço. Esses dados não são mantidos e não serão reprocessados quando modelos de detecção ou mudanças de pipeline futuros forem implantados.
    • De 2025 em diante:mantidos ativamente e reprocessados sempre que novos modelos de detecção ou melhorias algorítmicas forem implantados.

Licença

Os dados expostos pela API ContrailWatch são licenciados de acordo com a licença CC BY-NC 4.0.

Referências

  • Geraedts, Scott, Erica Brand, Thomas R. Dean, Sebastian Eastham, Carl Elkin, Zebediah Engberg, Ulrike Hager, et al. 2023. Um sistema escalonável para medir a formação de rastros de condensação por voo. 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. Um modelo de previsão de rastros de condensação. 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., and Gryspeerdt, E.: Factors limiting contrail detection in satellite imagery, Atmos. Meas. Tech., 18, 1115–1134, https://doi.org/10.5194/amt-18-1115-2025, 2025.

  • Geraedts, Scott, Aaron Sarna, Susanne Rohs, Roger Teoh, and Kevin McCloskey. 2026. Melhorar o clima de reanálise para validação de rastros de condensação incorporando observações de satélite. Copernicus Preprints, https://jecats.copernicus.org/preprints/jecats-2026-6/.