Generating High-resolution CO2 Maps

Generating high-resolution CO2 maps by Machine Learning-based geodata fusion and atmospheric transport modelling (GeCO)

Laufzeit 2021-2023

Principal investigators: Alexander Zipf, Fakultät für Geowissenschaften/ Geoinformatik; Sanam Vardag,Fakultät für Physik und Astronomie/ Institut für Umweltphysik; André Butz, Fakultät für Physik und Astronomie/ Institut für Umweltphysik; Sven Lautenbach, Fakultät für Geowissenschaften/ Geoinformatik.

Projektteam: Josephine Brückner, Michael Schultz und Simone Wald, Institute für Umweltphysik.

Die raumzeitliche Verteilung von Treibhausgasen und ihrer Quellen auf der Erde wird bisher vor allem in relativ groben Auflösungen betrachtet. Es fehlen fundierte Informationen über lokale Emissionen und ihre raum-zeitliche Verteilung. Diese Daten sind aber dringend notwendig, um lokale Handlungsoptionen in der Klimawandelmitigation zu entwerfen und Mitigationsanstrengungen zu validieren.

Sanam

Dispersion of a source in Heidelberg as simulated
by GRAMM/GRAL, Quelle: Sanam Vardag

Im Projekt GeCO soll ein wesentlicher Fortschritt durch die sehr hoch aufgelöste Erfassung und Modellierung der Quellen ausgewählter Treibhausgase, sowie deren turbulente Ausbreitung in der Atmosphäre erzielt werden. Sowohl die Modellierung der Verteilung der Quellen, als auch der Ausbreitung der Gase erfolgt mittels computergestützter datenintensiver Methoden durch Zusammenarbeit der Expertise aus Umweltphysik und Geoinformatik. Dabei kommen aktuelle Methoden wie maschinelles Lernen (ML) und Geodatenfusionierung zum Einsatz. Die Computerrechenzeit wird trotz hoher Auflösung gering gehalten durch einen sogenannten Katalog-Ansatz, der die Ausbreitungsrechnung der Treibhausgase über längere Zeiträume trotz der hohen Auflösung ermöglicht.

Die neuartige hohe räumliche Auflösung der CO2-Konzentration hat das Potential die Information über CO2-Emissionen unmittelbar und beeinflussbar zu machen und erstmals ein direktes Feedback des lokalen Klimahandelns für Behörden und Individuen zu ermöglichen. Dies ist notwendig, um lokal Anreize zu schaffen zu mitigieren und um lokale Handlungsoptionen zielgerichtet zu planen. Damit stellt der Projektoutput eine wichtige Säule des HCE-Projektes „Climate Action Science“ dar und liefert eine Basis für Untersuchungen der Sozialwissenschaften.

 

Verantwortlich: E-Mail
Letzte Änderung: 07.09.2021
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