In den letzten Jahren haben extreme Wetterereignisse wie Starkregen und Überschwemmungen in urbanen Gebieten zugenommen. Diese Phänomene, die einst als außergewöhnlich galt, sind mittlerweile fast zur Normalität geworden. In Deutschland beobachten wir immer häufiger Szenarien, in denen Abwassersysteme an ihre Grenzen stoßen. Obwohl diese Systeme dafür ausgelegt sind, mit außergewöhnlichen Wetterbedingungen umzugehen, werden sie oft nur mit Durchschnittswerten betrieben. Dies führt dazu, dass Städte im Dunkeln tappen, wenn es darum geht, sich auf die Herausforderungen des Klimawandels vorzubereiten. Hier kommt die Künstliche Intelligenz (KI) ins Spiel, die in der Lage ist, diese Lücke zu schließen und präzisere Vorhersagen zu ermöglichen.
Um die Herausforderungen im Bereich der Wasserwirtschaft zu bewältigen, hat die Digitalisierung in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Sensoren messen Wasserstände, während verschiedene Modelle zur Vorhersage von Abflüssen eingesetzt werden. Diese Systeme funktionieren gut im Normalbetrieb, jedoch spiegeln historische Daten selten die realen Extremereignisse wider. Die Erhebung von genauen Daten ist oft sehr kostspielig und die Resultate sind nicht immer für die Öffentlichkeit zugänglich. Daher operieren viele Kommunen im Blindflug, wenn es darum geht, sich auf die wachsenden Risiken des Klimawandels vorzubereiten.
Generative KI-Modelle bieten nun eine Lösung für dieses Problem. Diese Technologien sind in der Lage, aus bestehenden Daten zu lernen und synthetische Zeitreihen zu erstellen, die auch seltene extreme Wetterereignisse realistisch abbilden können. Studien zeigen, dass die Verwendung dieser synthetischen Daten die Genauigkeit von Vorhersagemodellen signifikant erhöht. Einige Modelle erreichen sogar eine Qualität, die mit echten Messdaten vergleichbar ist. Für die Städte bedeutet dies eine verbesserte Möglichkeit zur vorausschauenden Planung und Risikominimierung.
Am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern wird dieser innovative Ansatz unter der Leitung von Prof. Andreas Dengel weiterentwickelt. Dengel und sein Team arbeiten direkt mit den Abwassersystemen der Stadt zusammen und haben kürzlich ein Transferlabor mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ins Leben gerufen. „Die Infrastruktur ist für extreme Wetterereignisse ausgelegt, wird jedoch mit Durchschnittsdaten betrieben. Mithilfe von KI können wir diese Extremereignisse simulieren, bevor sie eintreten. Das ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu klimaresilienten Städten“, erklärt Dengel.
Die Integration von KI in die Wasserwirtschaft bietet nicht nur Vorteile für die Hydrologie und die Wasserqualität, sondern auch für die politische und administrative Entscheidungsfindung. Anstatt reaktiv aus den Schäden zu lernen, können Städte vorausschauend planen, indem sie simulierte Szenarien berücksichtigen. Dies ist besonders wichtig, da viele Kommunen mit begrenzten Budgets arbeiten müssen. Der Einsatz von synthetischen Daten wird somit zu einer Notwendigkeit, nicht nur um besser auf den Klimawandel zu reagieren, sondern auch um proaktive Maßnahmen zu ergreifen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass KI ein wertvolles Werkzeug ist, um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen. Sie ermöglicht es Städten, sich auf extremere Wetterereignisse besser vorzubereiten und ihre Infrastrukturen resilienter zu gestalten. In einer Zeit, in der der Klimawandel nicht mehr ignoriert werden kann, ist es wichtig, dass Städte die Möglichkeiten der modernen Technologie nutzen, um ihre Sicherheit und Lebensqualität zu erhöhen. Die Frage bleibt, ob die Entscheidungsträger bereit sind, die notwendigen Schritte zu unternehmen, um diesen Wandel aktiv zu gestalten. Ein Umdenken ist unerlässlich, um die Zukunft der urbanen Lebensräume nachhaltig zu sichern.
