Mit KI und Wolkeninjektionen Schutz vor extremen Wetterbedingungen

Der Hurrikan, der vergangene Woche über Florida fegte, die sommerliche Dürre in Europa, die Überschwemmungen in Pakistan, die Waldbrände und das Abschmelzen der Gletscher in den Alpen: so viele Themen, die während der behandelt wurden 12. ExtremWetterKongress in Hamburg.

Natürlich appellierten die überwiegend deutschen Meteorologen erneut an Politik und Wirtschaft, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen zu beschleunigen. Es gab auch viel Aufmerksamkeit für all das Elend, das uns noch erwartet, und es gab die Erkenntnis, dass die globale Erwärmung nicht mehr aufgehalten, sondern nur verlangsamt werden kann und dass wir Innovationen brauchen, um uns vor extremen Wetterbedingungen zu schützen.

Kongressorganisator Frank Böttcher drückte zu Beginn des Kongresses aus, was viele seiner Meteorologenkollegen denken: 1,5 Grad globale Erwärmung sind ein weiter Weg, selbst 2 Grad werden eine gewaltige Aufgabe. Extremere Wetterlagen lassen sich nicht mehr vermeiden. „Man muss sich anpassen“

Aber wie? Stärkere Deiche gegen den Meeresspiegelanstieg sind eine naheliegende Wahl. Aber Wasserknappheit ist ein mindestens so großes Problem, wie es heißer wird. Helge Gössling vom Zentrum für Polar- und Meeresforschung zeigte anhand einer Simulation, dass Deutschland bei einer Erderwärmung von 4 Grad Celsius mit Tagen rechnen muss, an denen das Quecksilber auf 50 Grad Celsius steigt.

Wolken spritzen

Andrea FloßmannAls Professor an der französischen Universität Clermont Auvergne sieht er einen kleinen Teil der Lösung in der „Wolkeninjektion“ mit gefrorenem CO2, Silberjodid oder Salzpartikeln. Dadurch kann es unter Umständen zu Regen oder Schnee kommen, der dann für Trockenperioden gespeichert werden kann.

Das wird vielen bekannt vorkommen. Es ist auch nicht neu. Die Idee stammt aus dem Ende des 19. Jahrhunderts. Die Technologie machte bei den Olympischen Spielen 2008 Schlagzeilen, als China Silberjodid in Regenwolken sprühte, um Peking trocken zu halten.

Flossmann bezweifelt, dass es damals funktioniert hat. Später wurden weitere Studien in verschiedenen Ländern durchgeführt, aber es war selten, dass wissenschaftliche Beweise für die Wirksamkeit gefunden wurden. Einzige Ausnahme waren Tests in Bergregionen unter besonderen Bedingungen.

Foto American Meteorological Society
Amerikanische Meteorologische Gesellschaft

Funktioniert nur in den Bergen

Die bekanntesten befinden sich in Wyoming am Fuße der Rocky Mountains. Hier hat sich tatsächlich gezeigt, dass Silberjodid die Schneegefahr bei aufsteigenden Wolken erhöhen kann.

Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn mit einem Flugzeug Wolken vom Himmel eingeschossen wurden. Es ist jedoch billiger und einfacher, Bodenwolken mit Rauchbomben zu infizieren. Außerdem müssen die Wetterbedingungen stimmen: Der Wind muss aus einem bestimmten Winkel kommen und darf weder zu stark noch zu langsam sein; die Lufttemperatur sollte nicht höher als -8 Grad Celsius sein; und die Luft muss ausreichend feucht sein. Erst dann beginnt der für die Fällung notwendige Prozess.

Die Idee: Silberjodid, Salz oder gefrorenes CO2 bewirkt, dass sich in einer Wolke um die Kondensationskerne herum eine Anzahl großer Tröpfchen bildet. Sie kollidieren mit kleineren Tröpfchen und diese Kollision ist wesentlich, um Regen oder Schnee zu erhalten.

Wasser reservoir

Warum willst du das? Das kann laut Flossmann helfen, im Winter Wasserreservoirs in den Bergen aufzufüllen, die später im Sommer genutzt werden können. Für einen Bundesstaat wie Wyoming, der teilweise Grasland (sehr trocken) und teilweise hohe Berge ist, kann dies nützlich sein.

Laut Flossmann gibt es jedoch keine Hinweise darauf, dass die Technik auch in flachen Gebieten wie in den Niederlanden eingesetzt werden kann. Die Technik hat auch Grenzen. Silberiodid und Salz sind schädlich, wenn sie in großen Mengen in die Umwelt gelangen. Kurz gesagt, erwarte nicht zu viel.

Reagieren Sie schneller mit KI

Ein weiteres Thema des Kongresses ist der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) zur Erstellung besserer Wettervorhersagen. So konnten Katastrophen wie vor anderthalb Jahren im deutschen Ahrtal, in den Ardennen und in Limburg teilweise vermieden werden. Die Bevölkerung könne jedenfalls früher gewarnt werden.

Wettermodelle haben sich im Laufe des letzten Jahrhunderts aufgrund besserer Kenntnisse fester Muster in der Atmosphäre wie Wellenströmungen stark verbessert. Dazu kommen Satellitenbilder in immer besserer Qualität, mit denen die Modelle ständig gefüttert werden. Doch KI kann noch mehr, sagt Stefanie Hollborn von Deutscher Wetterdienst DWD.

Stefanie Holborn
Stefanie Holborn

Hollborn: „Die klassische numerische Wettervorhersage basiert auf physikalischen Modellen. Es gibt jedoch physikalische Prozesse, die noch nicht gut erklärt oder zu klein sind, um sie darzustellen. Hier kann KI helfen.

Algorithmen

Das Tolle ist, dass die Wetterdienste unglaublich viele Daten von Messgeräten am Boden und in der Luft haben. Genau das muss die KI lernen.

Christopher Kadow vom Klimarechnungszentrum führt den Abgleich mit einer Erkennungssoftware durch. Jeder kennt das Phänomen: Heutzutage ist es beispielsweise möglich, ein Auto auf einem Foto einer Berglandschaft zu löschen, weil es zusammenbricht. Software kann die Lücke basierend auf Algorithmen füllen, ohne dass es jemand sieht.

Dasselbe gilt für Wetterkarten. Es gibt immer ein paar Wetterradare, die ausfallen oder Satelliten, die nicht funktionieren. Dadurch verschlechtert sich die Wettervorhersage. Die KI wird die Lücken füllen, basierend auf unzähligen alten Wetterfotos, die sie gesehen hat. „Auch wenn ein Fünftel der deutschen Radarstationen ausfallen, kann KI noch ein gutes Bild liefern.“

Laut Hollborn wird KI nicht nur verwendet, um aus Fotos zu lernen. Zum Beispiel gibt es auch komplizierte chemische Prozesse, die der Mensch noch nicht versteht, durch die KI nach sich wiederholenden Mustern, Algorithmen, suchen kann.

Nachhaltiges Gebäude

Während der Konferenz gab es auch großes Interesse an neuen Wegen, die Gesellschaft finanziell gegen Naturkatastrophen abzusichern (zu versichern), und eine Initiative der niederländischen Bauindustrie erregte Aufmerksamkeit.

Pillipp Holtermann von der Technischen Hochschule Lübeck sieht eine große Zukunft vor sich Meister. Es ist eine Plattform für zirkuläres Bauen. Seiner Meinung nach gibt es in der Baubranche in Sachen Klima- und Umweltfragen noch viel zu gewinnen.

Energieverbrauch und CO2Die Emissionen sind hoch, aber das Schlimmste ist der Abfallstrom. Der Hauptfehler ist, dass beim Bau von Neubauten und bei der Renovierung von Gebäuden Unmengen an Abfall hinterlassen werden. Diese Verschwendung ist heute hauptsächlich eine Kostenposition.

Madaster hat eine Rohstoffbank eingerichtet, wo verschiedene internationale Partner ihre Abfälle anbieten und sehen können, ob andere noch etwas Brauchbares haben. „So wird Abfall vom Kostenfaktor zum wertvollen Produkt“, erklärt Holtermann.

Der sichtbare Marktwert sorgt auch dafür, dass Bauunternehmen, Architekten, Investoren und Installateure ermutigt werden, mit Rohstoffen und mehr recycelbaren Materialien zu bauen. Holtermann findet, dass so viel Abfall eingespart werden kann. Und weniger Abfall bedeutet weniger Energie- und CO-Verbrauch2Emissionen.

Adelbert Eichel

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