- In antarktischen Gewässern ist die Datenlage besonders lückenhaft
- Zusätzliche Daten verändern Abschätzung der Kohlenstoffaufnahme
- Mit KI allein geht es nicht. Menschliches Handeln bleibt unverzichtbar
- Das Tun der Segler ist hilfreich, es deckt den Datenbedarf aber (noch) nicht ab
Forscher haben Millionen Daten, die auf unterschiedlichste Weise in den Weltmeeren gemessen wurden, im Surface Ocean CO2 Atlas (SOCAT) zusammengetragen. Es zeigt sich, dass die Meere eine bedeutende Senke sind, in der C=2 gebunden und gespeichert wird. Wäre dies nicht der Fall, würde mehr CO2 in der Atmosphäre verbleiben und der Klimawandel schneller voranschreiten.
Für die Klimaforschung ist es von Bedeutung, das Ausmaß dieses CO2-Speichers möglichst genau zu quantifizieren. Messungen des in der Meeresoberfläche gelösten CO2, angegeben als Partialdruck pCO2, sind hierfür unerlässlich. Globale Abschätzungen der marinen CO2-Senke, die auch in die Berichte des Weltklimarats IPCC einfließen, werden auf Basis dieser Daten erstellt.
In antarktischen Gewässern ist die Datenlage besonders lückenhaft
Allerdings decken die Datenpunkte in SOCAT nur einen kleinen Teil der Weltozeane ab, wobei die Datenlage in einigen Schlüsselregionen, beispielsweise rund um die Antarktis, besonders lückenhaft ist. Können die Lücken dank Messungen an Bord von Segelbooten geschlossen werden?
Dieser Frage ist Wissenschaftlerin Jacqueline Behncke am Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) zusammen mit Kollegen der Universität Hamburg, des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung in Kiel und des Flanders Marine Institute (VLIZ) in Belgien nachgegangen. Ihre Forschung steht in Verbindung mit einer bürgerwissenschaftlichen Initiative des Teams Malizia: Unter der Leitung des Hamburger Skippers Boris Herrmann sammeln Segler seit 2018 bei Regatten, etwa bei der Vendée Globe, ozeanische Daten. Die Initiative wird vom MPI-M und vom GEOMAR wissenschaftlich begleitet und wurde von der Max-Planck-Förderstiftung finanziell unterstützt.
Boris Herrmann und seine neue “Malizia Explorer”:
„Mit ihrem freiwilligen Engagement unterstützt das Team Malizia die Wissenschaft und erzeugt darüber hinaus Aufmerksamkeit für ein wichtiges Thema“, sagt Behncke. „Die Zusammenarbeit war spannend und produktiv.“
Zusätzliche Daten verändern Abschätzung der Kohlenstoffaufnahme
Behncke und ihre Kollegen hatten zunächst gezeigt, dass die vom Team Malizia zwischen 2018 und 2021 gesammelte Beobachtungsdaten, die auch eine Weltumseglung umfassen, einen großen Einfluss auf die Schätzung der regionalen Kohlenstoffaufnahme haben, insbesondere im Südlichen Ozean. Eine zweite, aktuelle Studie hat nun untersucht, inwiefern die Segelbootdaten die Abschätzungen der Ozeansenke nicht nur verändern, sondern verbessern.
Dazu erstellten die Forschenden mit dem Ozeanmodell MPI-OM/HAMOCC eine globale Karte des pCO2 und testeten, inwiefern bestimmte Messstrategien zu einer Schätzung der CO2-Senke führten, die mit der Modellrealität übereinstimmt. Die Abschätzungen wurden mithilfe eines maschinellen Lernverfahrens erstellt.
Mit KI allein geht es nicht. Menschliches Handeln bleibt unverzichtbar
Das Ergebnis: Standen der Künstlichen Intelligenz nur Daten im Umfang des aktuellen Beobachtungsnetzwerks zur Verfügung, so unterschätzte sie die marine Kohlenstoffsenke. Das Gleiche galt, als die Forschenden zusätzlich die Probennahme des Teams Malizia und des Team Nexans-Wewise von Skipper Fabrice Amedeo zwischen 2018 und 2021 nachbildeten.
Bezogen sie aber zusätzliche Messungen von zwei weiteren Weltumseglungen ein, so wurde die CO2-Senke im Nordatlantik und im Südlichen Ozean stärker, im Einklang mit der Simulation. Diese verbesserte Übereinstimmung bestand auch, wenn die Forscher plausible Messunsicherheiten einkalkulierten.
Ein systematischer Messversatz hingegen verschlechterte die Übereinstimmung unter bestimmten Umständen. „Das bedeutet, dass die Quantität der Daten zwar eine gegebenenfalls begrenzte Qualität zu einem gewissen Grad wettmachen kann, regelmäßige Kalibration und Wartung aber essentiell sind, um einen Messversatz zu vermeiden“, so Behncke.
Das Tun der Segler ist hilfreich, es deckt den Datenbedarf aber (noch) nicht ab
Obwohl die Segelbootdaten die Schätzung der marinen Kohlenstoffsenke verbessern, wird die langfristige Entwicklung der CO2-Aufnahme im Südlichen Ozean selbst mit den zusätzlichen zwei Weltumseglungen nicht korrekt erfasst und der Trend weiterhin überschätzt. Daher werden den Autor zufolge weitere Beobachtungen dringend benötigt. Es gilt daher, Kurs zu halten, denn Segelbootdaten können dazu beitragen, diesen Bedarf zu decken.
