Monitoring und Lageerfassung für resilientere Küstenregionen
Resikoast
Der Klimawandel stellt Deutschlands Küstenregionen wie auch das Hinterland vor neue Herausforderungen. Neben einem prognostizierten Anstieg des Meeresspiegels rechnen Klimaforscher mit einer zunehmenden Anzahl an Extremwetterereignissen wie Sturmfluten, Stürmen oder Starkregen. Die Intensität, Häufigkeit und mögliches simultanes Auftreten setzen Inseln und Küstenregionen erhöhten Gefahren aus, welche sich insbesondere in der direkten Gefährdung der Bevölkerung und dem Ausfall kritischer Infrastrukturen, wie beispielsweise Seehäfen, zur Versorgung der Bevölkerung manifestieren können. Zusätzlich wächst durch die große Bedeutung seegebundener Warenströme die Gefahr einer Kaskadierung der direkten Effekte an küstennahen Infrastrukturen wie Häfen auf Verkehrswege in das Hinterland und dementsprechend auf überregionale Lieferketten.
Um diesen Gefahren adäquat begegnen zu können, ist es unerlässlich, die Resilienz der Küstenregionen zu stärken. Hierzu werden zum einen Strategien benötigt, die eine langfristige Adaption an die sich ändernden klimatischen Bedingungen sicherstellen. Zum anderen müssen Werkzeuge und Pläne für den Fall eintretender Katastrophen entwickelt werden, die eine frühzeitige Erkennung und effiziente Mitigation der eintretenden Risiken ermöglichen. Das Projekt hat vier übergeordnete Ziele, mit denen ein substantieller Beitrag zur Erhöhung der Resilienz gegen die durch den Klimawandel verursachten Folgen geleistet werden soll:
Entwicklung von Methoden und Werkzeugen für ein umfassendes und antizipierendes Monitoring küstennaher Extremwetterereignisse.
Erforschung und Entwicklung von KI-Methoden zur Analyse von Fernerkundungsdaten mit dem Ziel der Überwachung dynamischer Phänomene, der Erkennung von Anomalien in Zeitreihen sowie der Vorhersage zukünftiger klimarelevanter Trends in der Region.
Entwicklung von Verfahren zur gesamtheitlichen Bewertung der Auswirkungen von Extremwetterereignisse sowie von Maßnahmen auf Logistikketten, Häfen und die küstennahe Versorgungsinfrastruktur.
Entwicklung von Werkzeugen und Maßnahmen zur Mitigation kurzfristig eintretender, mit dem klimatischen Wandel assoziierter Gefahren sowie die Eruierung und Evaluierung von Möglichkeiten zur langfristigen Adaption der küstennahen Infrastrukturen für Schutz und Versorgungssicherheit.
Das DLR-Institut für Datenwissenschaften trägt im Projekt auf drei unterschiedliche Arten zur Lageerfassung bei:
Es werden neue Monitoring- und Lageerfassungsmethoden erforscht, indem Webdaten (zum Beispiel Webseiten, Texte oder Bilder) als Ergänzung zu satellitenbasierten Produkten eingesetzt werden. Eine zentrale Forschungsfrage ist, wie Informationen aus Wetterdatenbanken und Nachrichtenartikeln genutzt werden können, um vergangene Extremwettereignisse und ihre Auswirkung auf die Bevölkerung und Infrastruktur zu verstehen. Diese Erkenntnisse unterstützen KRITIS-Betreiber dabei, Trends abzuleiten und Maßnahmen zur Risikominderung zu ergreifen.
In Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) erfolgt eine Verdichtung des Netzwerks von Wettersensoren in ausgewählten Küstenregionen, um die Qualität von Wettermodellen zur Vorhersage zu verbessern. Es wird weiterhin untersucht, inwieweit die neuen Sensoren einen Mehrwert, beispielsweise hinsichtlich der Verbesserung der lokalen Wettervorhersage sowie der Validierung von Vorhersagemodellen, generieren.
Mithilfe von drohnengestützten Kameras werden Deiche erfasst, um detaillierte 3D-Modelle der Deichgeometrie zu erstellen und die Bilddaten, zum Beispiel im Hinblick auf die Vegetation, auszuwerten. Regelmäßige Messkampagnen dienen als Grundlage für die Erkennung und Quantifizierung von Veränderungen an den Deichen. So lassen sich potenziell gefährliche Entwicklungen, die oft bei Sturmfluten auftreten, frühzeitig erkennen, bevor sie die Stabilität des Deiches oder die Infrastruktur im Deichvorland beeinträchtigen.
Durch diese wertvollen Informationen werden die zuständigen Behörden in die Lage versetzt, auf Basis fundierter Erkenntnisse notwendige Schutzmaßnahmen rechtzeitig und gezielt einzuleiten. Hierdurch kann die Stabilität der Deichinfrastruktur zuverlässig erhalten und signifikante Gefahren präventiv verringert werden.
