Naturkatastrophen per Hightech vorhersagbar

Mit einem digitalen Zwilling der Erde will ein internationales Team um Luca Brocca vom National Research Council ein Vorhersagemodell für verheerende Überschwemmungen und Erdrutsche entwickeln. Der Zwilling besteht ausschliesslich aus Daten. Mit ihm lassen sich zum Beispiel die Auswirkungen von schweren Regenfällen in einem überschaubaren Gebiet simulieren.

«Teil-Zwilling» in Po-Ebene

Um einen ersten «Teil-Zwilling» der Erde, die norditalienische Po-Ebene, zu erstellen, haben Brocca und seine Kollegen ausserordentliche Mengen an Satellitendaten genutzt und sie mit Messergebnissen zu Bodenfeuchtigkeit, Niederschlag, Verdunstung, Antransport von Wasser durch Flüsse und Bäche sowie Schneehöhen kombiniert. Diese Daten, die für die Entwicklung der Modelle entscheidend sind, umfassen Messungen in sehr kurzen Abständen über Raum und Zeit: einmal pro Kilometer und einmal pro Stunde.

Wie ein Bildschirm mit mehr Pixeln erzeugen diese höher aufgelösten Daten ein detaillierteres Bild. Die Wissenschaftler nutzen diese Daten, um ihre Modellierung zu entwickeln, und integrieren sie dann in eine cloudbasierte Plattform, die für Simulationen und Visualisierungen genutzt werden kann.

Bewältigung des Klimawandels

«Dieses Projekt ist ein perfektes Beispiel für die Synergie zwischen Satellitenmissionen und der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Kooperationen wie diese, gekoppelt mit Investitionen in Berechnungsinfrastrukturen, werden für die Bewältigung der Auswirkungen des Klimawandels und anderer menschlicher Einflüsse von entscheidender Bedeutung sein», meint Brocca.

«Die Geschichte begann mit einer Initiative der Europäischen Weltraumorganisation. Ich sagte, wir sollten mit etwas beginnen, das wir sehr gut kennen, eben mit der Po-Ebene. Diese ist sehr komplex. Wir haben die Alpen, wir haben Schnee, der schwer zu simulieren ist, besonders in unregelmässigem und komplexem Gelände wie den Bergen. Dann gibt es noch das Tal mit all den menschlichen Aktivitäten – Industrie, Bewässerung. Dann haben wir einen Fluss und extreme Ereignisse – Überschwemmungen, Trockenheit. Und dann ist da noch das Mittelmeer, ein guter Ort, um Extremereignisse sowohl bei zu viel als auch bei zu wenig Wasser zu untersuchen.»

Hauptanwendungen der Plattform sind die Verbesserung der Vorhersage von Überschwemmungen und Erdrutschen, die Optimierung der Bewirtschaftung von Wasserressourcen und die Abschätzung der Folgen von Wetterkapriolen für die Landwirtschaft.

Quelle: National Research Council