Die Folgen des Klimawandels sind besonders stark in den höheren Breiten unseres Planeten zu spüren. Die Arktis erwärmt sich derzeit überdurchschnittlich schnell. Dies führt zum Auftauen von Permafrost (dauerhaft gefrorenen Böden) mit ernsthaften Konsequenzen für das arktische Ökosystem. Etwa ein Viertel der Landfläche in der Nördlichen Hemisphäre ist durch Permafrost gekennzeichnet. Darin sind große Mengen Kohlenstoffs eingelagert, die beim Auftauen der Permafrostböden in Form von Kohlendioxid und Methan freigesetzt werden. Daher besteht die Gefahr, dass die Erderwärmung durch Abtauen des Permafrosts weiter verstärkt wird.
Im Gegensatz zu Gletschern ist Permafrost nicht unmittelbar auf der Erdoberfläche sichtbar und daher schwieriger durch Fernerkundungsdaten zu überwachen. Wie können also zuverlässige und aktuelle Daten über das Abtauen des Permafrost gesammelt werden, um die wissenschaftliche Klimafolgenabschätzung zu informieren? Das Team des HeiGIT und unsere Partner – das Alfred Wegener Institut (AWI) Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) – setzen hierbei auf die Mithilfe von Bürgerwissenschaftler*innen bei dem in Kürze anlaufenden Projekt „UndercoverEisAgenten“.
Schüler*innen in Kanada und Deutschland arbeiten zusammen, um Bilddaten aus der Arktis zu erfassen und auszuwerten (Marek Muchow)
Die Idee: Beteiligung von Bürger*innen
Schulklassen sowohl in Kanada als auch in Deutschland werden zusammenarbeiten, um gemeinsam Daten über Veränderungen der Erdoberfläche zu erzeugen und einzuordnen, die auf ein Abtauen von Permafrost hindeuten. Gemeindemitglieder und Schüler*innen sowohl in Aklavik (Region Inuvik, Nordwest-Territorien, Kanada) werden mit Hilfe von Drohnen hochauflösende Luftaufnahmen der arktischen Erdoberfläche sammeln. Diese Bilddaten werden verarbeitet und in kleine, handhabbare Kartierungsaufgaben („Micro-Tasks“) aufgeteilt, die durch Schüler*innen und Bürgerwissenschaftler*innen erledigt werden können – sogar auf dem Smartphone. Durch den Beitrag der Bürgerwissenschaftler*innen entsteht ein einzigartiger Referenzdatensatz, der von großem Nutzen sein wird, um die Qualität der Fernerkundungs-gestützten Überwachung und Vorhersage von Permafrostdegradierung zu verbessern.
Dieser Prozess wird aber nicht nur die Verfügbarkeit von wichtigen Daten verbessern, sondern auch Bürger*innen in die Permafrostforschung und den wissenschaftlichen Diskurs einbinden. Schüler*innen in Deutschland werden sich mit Gleichaltrigen in der kanadischen Arktis austauschen und so ein unmittelbareres Verständnis der Folgen des Klimawandels erlangen.
Das Projekt beginnt in enger Zusammenarbeit mit der Schule in Aklavik und drei Schulen in Deutschland – in Jena, Heidelberg und Berlin. Später wird der Ansatz ausgeweitet auf außerschulische Lernorte, die interessierte Öffentlichkeit und die wissenschaftliche Gemeinschaft.
Bürgerwissenschaftler*innen erfassen hochauflösende Bilddaten der arktischen Erdoberfläche mit Hilfe von Drohnen (Quelle: AWI/DLR).
Das Projekt: UndercoverEisAgenten
Das Projekt ist eines von 15 neuen Bürgerforschungs-Projekten, die durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert werden. Die institutionellen Partner ergänzen sich mit ihrer Expertise: die Sektion Permafrostforschung in Potsdam setzt ein breites Portfolio an Projekten um, die auf die Früherkennung und die Vorhersage von auftauendem Permafrost zielen. Die Abteilung Citizen Science am DLR Institut für Datenwissenschaften in Jena bietet wertvolle Erfahrung mit der Entwicklung von IT-basierten Strategien für Citizen Science, mit der Nutzbarmachung von öffentlich verfügbaren Daten, mit der Evolution öffentlicher Beteiligungsformate und innovativer Bildungskonzepte sowie mit der Entwicklung von Tools zum Wissens- und Datenmanagement für Citizen Science.
Der Beitrag des HeiGIT
Das durch die Klaus Tschira Stiftung (KTS) geförderte HeiGIT hat sich zum Ziel gesetzt, Wissen und innovative Technologie aus der Geoinformatikforschung in die Praxis zu übertragen. Gemeinsam mit der Abteilung Geoinformatik der Universität Heidelberg, die als assoziierter Partner beteiligt ist, wird es zu diesem Projekt substanziell durch die Entwicklung einer Methode für die Crowdsourcing-basierte Kartierung von Permafrost beitragen. Eine Mapping-Anwendung wird es Bürgerwissenschaftler*innen ermöglichen, in durch Mittel der Fernerkundung erzeugten Bilddaten Veränderungen an der Erdoberfläche als Anzeichen für tauenden Permafrost zu erkennen und zu kartieren. Die Web-Plattform „UndercoverEisAgenten” wird wissenschaftliche Information zur Verfügung stellen und der Öffentlichkeit Zugang zu den Ergebnissen des Kartierungsprojektes bieteen.
Bei der Umsetzung dieser Aufgaben wird HeiGIT auf die Erfahrungen mit der Entwicklung von Tools für „Volunteered Geographic Information“, für Datenqualitätsbewertung und für „Micro-Tasking“ aufbauen können – vor allem auf die Erfahrung mit der Smartphone-App MapSwipe, die den Global Mobile Award gewonnen hat. Diese wurde ursprünglich als Teil von Missing Maps entwickelt und im Crowdsourcing von Daten für humanitäre Zwecke eingesetzt. In Zusammenarbeit mit dem AWI wurde MapSwipe bereits für die Permafrost-Kartierung angepasst und so im Rahmen einer Ausstellung auf der MS Wissenschaft der Öffentlichkeit präsentiert.
Das HeiGIT-Team freut sich auf die Umsetzung dieses spannenden und äußerst relevanten Projektes zusammen mit den Partnern und Beteiligten!