Im thüringischen Jena werden seit kurzem 8 mobile Klimadatenlogger eingesetzt, die gemeinsam von ERGO Umweltinstut GmbH und der PIKOBYTES GmbH konzipiert und gebaut wurden.

Die Initiative für das Projekt ging von der Klimaagentur des Thüringer Landesamtes für Umwelt, Geologie und Naturschutz (TLUBN) aus und hat Pilotcharakter.

Grundidee des Projektes ist der Einsatz weniger mobiler Klimamessgeräte zur Erfassung von Lufttemperatur und -feuchte im Stadtgebiebt anstelle einer großen Anzahl stationärer Messpunkte. Durch den Einsatz der Geräte auf Entsorgungsfahrzeugen des Kommunalservice Jena (KSJ) werden die Sensoren praktisch durch jeden städtischen Straßenzug bewegt. Dabei wird beinahe jedes Grundstück angefahren und damit bemessen.

Die Geräte sind völlig energieautark und somit nicht an eine Fahrzeuginfrastruktur gebunden. Ein modernene Telemetrielogger mit einer speziell entwickelt Firmware sorgt für eine effiziente und korrekte Datenaufzeichnung und -übertragung. Als Sensoren kommen handelsübliche Temperatur-Feuchte-Sensoren nach meteorologischem Standard zum Einsatz.

Durch Feldkalibrierungsmethoden kann eine permanente Überprüfung und ggf. ein Abgleich der Sensordaten erfolgen. U.a. können “Vorbeifahrten” an offiziellen meteorologischen Messstationen für einen automatisierten, claudgestützten Werteabgleich genutzt werden.

KLIPS wird mithilfe einer Informationsplattform Hitzeinseln lokalisieren sowie über KI-Algorithmen prognostizieren und simulieren. Das Forschungsprojekt wird im Rahmen der Förderrichtlinie Modernisierungsfonds („mFUND“) mit insgesamt rund 2,3 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert

Dresden,  Deutschland – Städte stehen vor vielerlei Herausforderungen. Einerseits verdichten sie sich durch den Ausbau der Verkehrsinfrastruktur und dem seit Jahren anhaltenden Zuzug immer mehr. Andererseits werden durch dichte Bebauung klimatisch wichtige Frei- und Grünflächen versiegelt und machen die Stadt dadurch noch anfälliger für die Folgen des Klimawandels. Große Beton-, Glas- und Asphaltflächen speichern Wärme weit mehr als Parks und andere Grünflächen. Die Folge sind Hitzeinseln, deren Temperaturunterschied im Vergleich zu ihrer Umgebung bis zu 10 Kelvin betragen kann. Hitzeinseln können für besonders gefährdete Teile der Bevölkerung zu gesundheitlichen Problemen führen und durch aufgeplatzte Asphaltdecken und verzogene Gleise außerdem hohe Schäden und Kosten an der Infrastruktur verursachen.

Dass sich Hitzeinseln durch vorausschauende Maßnahmen bekämpfen lassen, zeigt das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderte und kürzlich gestartete Forschungsprojekt KLIPS – KI-basierte Informationsplattform für die Lokalisierung und Simulation von Hitzeinseln für eine innovative Stadt- und Verkehrsplanung. Ziel von KLIPS ist die Entwicklung einer digitalen Informationsplattform zur Lokalisierung, Prognose und Simulation von Hitzeinseln. Die Plattform soll es möglich machen, durch den kombinierten Einsatz eines lokalen Sensornetzwerks („Schwarmsensorik“) und künstlicher Intelligenz Hitzeinseln nicht nur in Echtzeit zu lokalisieren, sondern auch vorherzusagen. Der Nutzen liegt auf der Hand: Besser informierte und vorausschauende Planungen könnten Hitzeinseln verhindern oder zumindest minimieren. Gleichzeitig wäre es möglich, die Maßnahmen zur Eindämmung von Hitzeinseln im Vorhinein abzuschätzen und von allen Alternativen diejenige mit dem größten Effekt und/oder den geringsten Einschränkungen für Wohnen, Arbeiten und Verkehr auszuwählen.

Für KLIPS wird in den Pilotstädten Leipzig und Langenfeld im Rheinland ein Sensornetzwerk aufgebaut, das kontinuierlich aktuelle Temperaturdaten liefert. Beide Städte sind, wie viele andere (Groß-) Städte auch, von Hitzeinseln betroffen. Die gewonnenen Sensordaten werden mit weiteren Daten (z. B. Fernerkundungsdaten, Katasterdaten sowie Wetter- und Klimadaten) zusammengeführt und in Echtzeit ausgewertet. So lassen sich etwaige Hitzeinseln im Stadtgebiet lokalisieren. Zugleich werden mit den gesammelten Daten KI-Algorithmen zur Prognose und Simulation von Hitzeinseln angelernt.

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren. Konsortialführerin ist die Software AG. Forschungspartner sind die ERGO Umweltinstitut GmbH, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, das Institut für Informationssysteme der Hochschule Hof, das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung, die Stadt Leipzig, die Pikobytes GmbH, die terrestris GmbH & Co. KG, meggsimum (Büro für Geoinformatik Christian Mayer) sowie als assoziierter Partner die Stadt Langenfeld (Rheinland). KLIPS wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen des mFUND gefördert, der sich mit digitalen datenbasierten Anwendungen rund um Mobilität 4.0 befasst.

Die ERGO Umweltinstitut GmbH entwickelt und installiert die Sensornetzknoten zur permanenten, hyperlokalen und genauen Messung von Lufttemperatur und Luftfeuchte. Die Daten des kalibrierten Sensorschwarms werden per IoT-Technologie zu einer Datenplattform übertragen, wo sie mit den weiteren Daten zu optimalen Hitzeindikatoren verknüpft werden.

Die Stadt Leipzig steht als Testfeld zur Verfügung und stellt wichtige Grundlagendaten sowie ihre Erfahrung im Bereich Stadtklima für das Projekt bereit. Sie übernimmt die Beschaffung von bis zu 300 Temperatursensoren und, zusammen mit anderen Partnern, deren Installation an vorausgewählten Punkten im Stadtgebiet. „Die Stadt Leipzig steht durch die Klimakrise vor besonderen stadtklimatischen Herausforderungen. KLIPS soll dazu beitragen, besonders betroffene Quartiere in Echtzeit zu identifizieren und auf Defizite schneller als bislang reagieren zu können. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dazu beitragen, unsere Stadt zukunftsfähig zu entwickeln“, heißt es seitens der Stadt.

Die Stadt Langenfeld engagiert sich schon seit über 10 Jahren intensiv für den Klimaschutz und in den vergangenen Jahren ebenfalls immer mehr für die Klimafolgenanpassung. Ein aktuelles Projekt der Stadt Langenfeld ist hierzu die Erstellung einer kleingliedrigen Stadtklimaanalyse mit einem Untersuchungsraster von nur 10 x 10 m, welche die Kommune im Rheinland mit in das Projekt einbringen wird. „Das KLIPS-Projekt bedeutet für Langenfeld einen sinnvollen Schulterschluss zwischen den Themen Klimafolgenanpassung und Digitalisierung“, erklärt Bürgermeister Frank Schneider und ergänzt: „Ich freue mich auf eine spannende Projektzusammenarbeit.“