Erdbeobachtung aus dem All: Schlüssel im Kampf gegen den Klimawandel

„Mithilfe der Weltraumforschung und ihrer Satellitensysteme können wir unsere Erde beobachten und zwar in ihrer Gesamtheit und in verschiedenen Zoom-Levels. Das ist wichtig, um ein gutes Verständnis für unseren Planeten und seinen Gesundheitszustand zu erhalten. Moderne KI-Systeme unterstützen uns in der Analyse der riesigen Datenmengen und helfen uns, großflächige Trends zu beobachten sowie Risikoszenarien zu modellieren. Diese Daten, Tools und Methoden helfen Entscheidungsträgern enorm in der Bewältigung der Klimakrise. Und die Weltraumdaten bieten, weil sie kostenlos zur Verfügung stehen, jedem Einzelnen die Möglichkeit, sich im Sinne des Planeten engagiert einzubringen“, so Dr. Robert Meisner, Earth Observation Outreach & Φ-Experience coordinator bei der ESA (European Space Agency).

Weltraumforschung im Kampf gegen den Klimawandel

Satellitendaten sind enorm wichtig für den Klimaschutz. „Wir können hier auf umfangreiche Daten der letzten 30 Jahre zurückgreifen, auch von Erdbereichen, die sonst wie Regenwälder oder Polarregionen unzugänglich wären. Ein großer Fortschritt ist auch, dass man durch die genauen Beobachtungen nicht nur weiß, ob sich etwas verändert hat. Wir können diese Veränderungen auch quantifizieren und daraus ziemlich genaue Entwicklungen prognostizieren“, betont Meisner. Auf diesem Wege werden beispielsweise Land, Wasser, Atmosphäre und Eis beobachtet sowie Prognosen über die Entwaldung, Urbanisierung, Eisschmelze und Anstieg des Meeresspiegels getätigt.

Destination Earth – digitale Zwillinge für die Erde in erster Umsetzung

Im Gemeinschaftsprojekt „Destination Earth“ arbeiten die europäischen Institutionen Europäische Kommission, ESA, EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meterological Satellites) und ECMWF (European Centre of Medium-Range Weather Forecasts) zusammen, um hochpräzise, digitale Modelle der Erde, sogenannte „Zwillinge der Erde“ zu entwickeln. Die ersten beiden Prototypen, das sind ein Zwilling zu den Anpassungen an den Klimawandel und ein Zwilling zu den wetterbedingten Extremen, sind bereits der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. „Diese Prototypen werden noch weiterentwickelt, aber es ist schon jetzt ein großer Meilenstein, ein Tool in der Hand zu haben, das nicht nur rückblickend den Gesundheitszustand der Erde betrachtet, sondern auch Prognosen machen kann“, so Meisner. Das Besondere an den Zwillingen ist auch, dass maßgeschneiderte Simulationen zu „Was-wäre-wenn“-Fragen möglich sind. So erhält man Informationen, welche Auswirkungen auf die Erde entstehen, wenn sich eine oder bestimmte Komponenten verändern. „Ziel ist es, mithilfe des digitalen Zwillings in der Klimaforschung die Wirksamkeit von möglichen Maßnahmen bereits vorab simulieren zu können“, so Meisner.

Weltraumforschung und KI-Tools – eine gute Symbiose

„KI-Systeme eignen sich besonders gut, wenn große Datenmengen, wie wir sie in der Weltraumforschung durch die Satellitenbeobachtung haben, analysiert werden müssen. Daher ist die Arbeit mit KI-Systemen in unserem Bereich eine sehr gute Symbiose“, betont Meisner. Durch neue KI-Technologien und eine bessere Satellitenabdeckung wird diese Symbiose auf ein neues Level gehoben. Das gilt nicht nur für die Entwicklung der digitalen Zwillinge, sondern auch für zahlreiche andere innovative Projekte, die mit den frei zugänglichen Weltraumdaten arbeiten. „Zudem werden auch neue Daten erhoben und neue Verfahren und Modellierungen entwickelt. Das alles verbessert die Möglichkeiten, die wir mit der Erdbeobachtung aus dem All für den Klimaschutz leisten“, betont Meisner.

innovative Erdbeobachtungs-Tools im Einsatz für die Landwirtschaft

In der Landwirtschaft werden die Weltraumdaten beispielsweise genutzt, um gezielte Ernteprognosen und Bewässerungspläne im Sinne von „Precision Farming“ zu erstellen.
„Aufgrund der immer genaueren Auflösung der Satellitendaten können Landoberflächen wie Sand und Wälder, aber auch konkret Weizen- und Maisfelder identifiziert werden. Wird das Wissen mit den Wetterdaten kombiniert, können Satellitendaten die Basis liefern, um bereits im Sommer eine erste gute Erntevorhersage zu tätigen“, erklärt Meisner. Ein weiteres gutes Beispiel von Precision Farming sind innovative Bewässerungspläne. „Die Idee dahinter ist, dass es im Sinne der Nachhaltigkeit sinnvoll ist, nur Agrarflächen zu bewässern, die das aufgrund von niedrigem Niederschlag auch wirklich brauchen. Hier können KI-Systeme die Landnutzungs- und Wetterdaten von bestimmten Regionen kombinieren und konkrete Bewässerungspläne erstellen“, so Meisner. Auf diese Weise löst Weltraumforschung bereits konkrete Probleme des alltäglichen Lebens auf der Erde.