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StartseiteForschung aktuellPräzisere und realitätsgetreuere Vorhersagen bei Unwetterereignissen22.07.2021

Wetterprognosen mittels KIPräzisere und realitätsgetreuere Vorhersagen bei Unwetterereignissen

Künstliche Intelligenz könne bei der Vorhersage von Extremwetterereignissen und der Warnkommunikation helfen, sagte Geowissenschaftler Markus Reichstein im Dlf. So könne KI etwa Prognosen zielgenauer herunterskalieren und Überflutungsrisken plastischer visualisieren.

Markus Reichstein im Gespräch mit Arndt Reuning

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Strandabschnitt in China, über dem sich dunkle Wolken zusammenziehen (picture alliance/dpa/HPIC | Sun Qing)
Wie sich die Wetterlage weiter entwickelt und wie dieser Strandabschnitt in China bei einem Taifun wenig später aussehen könnte, kann die KI unter anderem anhand der Wolkenbewegungen ermitteln (picture alliance/dpa/HPIC | Sun Qing)
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Dürre, Starkregen, Flutkatastrophe - Extremwetterereignisse häufen sich, mit teils verheerenden Auswirkungen. Sind die Menschen zu spät gewarnt worden? Oder waren die Warnungen nicht deutlich genug? Markus Reichstein ist Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie und forscht an Wettervorhersagen mittels Künstlicher Intelligenz.

"Unser Ziel ist es, aus vielen Daten aus der Fernerkundung, meteorologischen Daten, Daten von Ökosystemen, die hochaufgelösten Folgen von Klimaextremen vorherzusagen", erklärte Reichstein im Dlf. "Das versuchen wir nicht mit rein physikalischer Modellierung, sondern wir versuchen das aus den Daten zu extrahieren mit Verfahren der KI, maschinellen Lernens, wie bestimmte Muster gelernt werden, wie sich zum Beispiel bestimmte Ökosysteme oder Flüsse verhalten, wenn bestimmte Wetterphänomene auftreten." 

Nach der Hochwasser-Katastrophe im Erftkreis gehen die Aufräumarbeiten weiter. Bei den Bergungsarbeiten der zerstörten Autos in Erftstadt-Liblar kommen auch Sonar, Bundeswehrpanzer und Taucher zum Einsatz: Sie überprüfen die massiv beschädigten Fahrzeuge auf der B256 Luxemburger Straße. Die Fahrer der Autos und LKWs waren von den Wassermassen überrascht worden, konnten sich nach bisherigen Erkenntnissen offenbar noch eilig in Sicherheit bringen. Erftstadt, 17.07.2021 (picture alliance / Geisler-Fotopress | Christoph Hardt/Geisler-Fotopres) (picture alliance / Geisler-Fotopress | Christoph Hardt/Geisler-Fotopres)Wie die Menschen bei einer Katastrophe gewarnt werden
Nach der Unwetterkatastrophe in Deutschland kommt Kritik auf, dass die Bevölkerung nicht ausreichend gewarnt worden wäre. Wie laufen solche Warnungen ab und was braucht es in Zukunft, damit Warnungen rechtzeitig alle Menschen erreichen? Ein Überblick.

Dazu können wissenschaftliche Daten in oder als Karten dargestellt werden, zum Beispiel Temperaturkarten oder Niederschlagskarten. "Das sind sozusagen auch Bilder." Reiht man diese Bilder aneinander, bekommt man eine Sequenz, also ein Video. "Wenn wir uns vom Satelliten aus angucken, wie Wolken ziehen - das ist ja nichts anderes als eine Sequenz von Bildern. Hier kann die KI auch vorhersagen, wie die Wolken weiterziehen und sich entwickeln." 

Präzisere und realitätsgetreuere Voraussagen

In der nativen Forschungsrichtung der KI versucht man eben das - Videos vorauszusagen. Im Sport könnte man sehen, wie sich Tore entwickeln, in der Meteorologie, wie sich Wetter entwickelt. Man kann Wetterphänomene aus besonderen Konstellation in der Atmosphäre erkennen, etwa Stürme oder Starkregen und man kann Vorhersagen treffen. 

Aktuelle Wettervorhersagen beziehen sich auf Räume, die kilometerweit groß sind. Doch die Folgen von Starkregen etwa treffen eine Region sehr lokal. Mit der KI könne man das bis auf 20 Meter herunterskalieren, so Reichstein.

Plastische Beispiele machen Risiko deutlicher

Zudem reichten abstrakte Warnung wie die Angabe, wieviel Millimeter Niederschlag fallen, nicht aus. "Hier kann man mit KI Bilder generieren. KI kann sich vorstellen, wie ein Haus aussieht, wenn es überflutet ist". Dann gebe es ein realitätstreues Foto mit einer Überschwemmungssituation. "Zum Beispiel: Das Wasser steht bis zum ersten Stock. Das bietet neue Möglichkeiten der Kommunikation, das Risiko ist viel plastischer."  

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