Hitzeresilient dank KI und Temperatur-Sensorik

Die vergangenen Wochen haben deutlich gezeigt: Angesichts der Klimakrise mit ihren immer häufiger auftretenden Hitzewellen müssen sich Städte für die zukünftigen Sommer wappnen. Dass sich viele von ihnen stetig vergrößern, hilft dabei nicht. Es gibt dort nicht einfach nur weniger freie und begrünte Flächen – Beton, Glas und Metall, die große Teile der städtischen Fläche versiegeln und Wasser am Verdunsten hindern, heizen sich auf und erwärmen die Umgebungsluft. Dunkle Fassaden, Autoverkehr und Klimaanlagen tragen ebenfalls dazu bei. So entstehen sogenannte Hitzeinseln, also Stadtgebiete, die besonders stark aufheizen und – auch nachts – kaum oder nur langsam abkühlen. Denn gängige Baumaterialien speichern die Hitze und dichte Bebauung verhindert, dass kühlender Wind zirkulieren kann. Die im Vergleich mit dem Umland bis zu 10 Grad Celsius wärmeren Temperaturen in großen Städten können ein Gesundheitsrisiko darstellen. Außerdem entstehen durch Hitze vermehrt Infrastrukturschäden.

Um dieser Problematik entgegenzuwirken, kommt in Dresden bald Künstliche Intelligenz (KI) zum Einsatz. Wie die Stadt Dresden mitteilt, beteiligt sie sich am mFUND-Projekt KLIPS, das Sensoren und KI nutzen will, um Temperaturschwankungen und für Hitzeinseln anfällige Gebiete frühzeitig zu erkennen. KLIPS soll darüber hinaus Gegenmaßnahmen simulieren können und damit die Stadtplanung unterstützen.

Bis 2023 sollen in Dresden rund 300 Sensoren zum Einsatz kommen, die vor Ort Temperaturdaten sammeln. Zusammen mit Daten von Satelliten, Wetterstationen und aus Grundstücksverzeichnissen lassen sich Gebiete mit hoher Hitzeinsel-Wahrscheinlichkeit bestimmen. KI-Algorithmen sind in der Lage, aus den erhobenen Daten zu lernen, um sich immer weiter zu verbessern und in Zukunft noch präzisere Vorhersagen treffen zu können.

Dresden ordnet das Vorhaben auch dem EU-Projekt MAtchUP zu, in dessen Rahmen sogenannte Smart Citys entstehen sollen, die sich datengetrieben den Bedingungen der Klimakrise anpassen.

Konsortialführerin von KLIPS ist die Software AG. Forschungspartner*innen sind:

• ERGO Umweltinstitut GmbH
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
• Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut
• Institut für Informationssysteme der Hochschule Hof
• Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung
• Pikobytes GmbH
• terrestris GmbH & Co. KG
• meggsimum (Büro für Geoinformatik Christian Mayer)
• sowie neben der Anwendungspartnerin Landeshauptstadt Dresden als assoziierte Partnerin die Stadt Langenfeld.

Der mFUND unterstützt das Projekt bis September 2023 mit rund 2,3 Millionen Euro.

Im mFUND gibt es darüber hinaus verschiedenste Projekte, die sich im weiteren Sinne mit den Herausforderungen von extremer Hitze und zunehmender Trockenheit auseinandersetzen:

• NieTro2: Ein Wasserhaushaltsmodell soll als Web-App die Analyse und Prognose des Zustands von Gewässern und Böden erleichtern, um Entscheider*innen im Umgang mit Niedrigwasser und Trockenheit zu unterstützen.

• FirSt_2: KI-Verfahren sollen Akteur*innen aus Forstwirtschaft und Naturschutz helfen, Daten zu Bodenfeuchte und anderen Stress-Parametern der Wälder zu untersuchen.

• HABKIS: Um die räumliche Auflösung von Bodenfeuchtekarten unter anderem für Landwirtschaft, Wasserwirtschaft und Hochwasserschutz zu erhöhen, sucht und erprobt das Projekt geeignete KI-Methoden und die passende Datengrundlage.

mFUND-Konferenz 2022: Die Veranstaltung unter dem Motto „Dateninnovationen für eine umwelt- und klimafreundliche Mobilität“ findet am 13. und 14. September 2022 im Berliner Westhafen Event & Convention Center als Präsenzveranstaltung statt. Als Highlight ist der 4. BMDV Start-up-Pitch angekündigt, bei dem Bundesminister Volker Wissing anwesend sein wird. Den Gewinnerteams winken Fördergelder aus dem mFUND. Im Programm der Konferenz stehen auch vier Workshops von Move Mobility, der mFUND-Begleitforschung, die für die Plattform Emmett verantwortlich ist.