Schweiz lanciert Satelliten-KI-Initiative zur Überwachung des Klimawandels

Die Ära der Schätzungen von Klimaschäden ist vorbei, die Ära der Überprüfung hat begonnen. Seit Jahren stützt sich das Pariser Abkommen auf ein träges und ressourcenintensives System, in dem die Staaten ihre Treibhausgasemissionen (THG) anhand theoretischer Berechnungen selbst melden. Diese veraltete Methode ist mit Unsicherheiten und Lücken behaftet. Nun brechen Schweizer Forschende mit diesem Status quo. Durch die Kombination modernster Satellitenbilder mit fortschrittlicher künstlicher Intelligenz entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa eine Methode, um den Puls des Planeten mit beispielloser Präzision zu messen.

Dabei geht es nicht einfach darum, das Wetter zu beobachten. Es handelt sich um einen grundlegenden Wandel darin, wie die Menschheit Rechenschaft ablegt. Gerrit Kuhlmann und sein Team an der Empa entwickeln Systeme, die bürokratische Schätzungen umgehen und verlässliche, eindeutige Daten liefern. Während sich die Klimakrise beschleunigt, bietet diese von der Schweiz angeführte Initiative ein wichtiges Instrument für mehr Transparenz. Sie verspricht, vage nationale Berichte in überprüfbare Klimaschutzmassnahmen in Echtzeit zu verwandeln.

Rohdaten sind nutzlos, wenn es an der nötigen Intelligenz zu ihrer Interpretation fehlt. Genau hier verändert der neue Schweizer Ansatz die Spielregeln. «KI kann viele Informationen dazu verarbeiten, um welche konkreten Treibhausgasemissionen es sich handelt, woher sie stammen und welche Auswirkungen sie auf den Klimawandel haben», sagt Gerrit Kuhlmann. Dank der Integration von KI können Forschende mehr tun, als allgemeine Trends in der Atmosphäre abzubilden: Sie können mit höchster Präzision einzelne Verursacher identifizieren.

Die Technologie soll Kohlendioxid, Methan und Stickstoffdioxid (NO2) so detailliert erfassen, dass sie einzelne Emissionsherde genau lokalisieren kann, etwa weitläufige Ölanlagen, Gaslecks oder Kohlekraftwerke. Damit werden Satelliten zu Detektiven in der Umlaufbahn, die nationale Massnahmen nahezu in Echtzeit überprüfen oder widerlegen können. Indem Satellitenbeobachtungen in komplexe KI-Modelle eingespeist werden, schafft die Empa ein System, in dem problematische Emissionen sich nicht länger hinter Durchschnittswerten oder aggregierten Daten verstecken können.

Der Luftraum über uns wird immer voller, und das ist gut für den Planeten. Die Infrastruktur in der Erdumlaufbahn wächst rasant. 2013 umkreisten rund 200 Erdbeobachtungssatelliten unseren Globus. Bis 2023 war die Zahl auf fast 1'200 angestiegen, ein explosionsartiger Zuwachs von 500 Prozent in nur einem Jahrzehnt. Heute machen diese wachsamen Augen am Himmel fast 20 Prozent aller Satelliten in der Umlaufbahn aus.

Dieser Weltraumwettlauf um die Gesundheit des Planeten ist hart umkämpft. Giganten der Privatwirtschaft, darunter SpaceX, Blue Origin und Planet Labs, ringen um die Vorherrschaft und bringen Flotten kleiner Satelliten ins All, die die Grenzen der Bildauflösung erweitern. Erst im Januar donnerte Blue Origins mächtige Rakete New Glenn in den Himmel über Florida und läutete damit das nächste Kapitel bei den Schwerlast-Trägerraketen ein. Dieses technologische Satellitennetz stellt sicher, dass kein Winkel der Erde unbeobachtet bleibt, und liefert die Rohdaten, die Schweizer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für ihre KI-Modelle benötigen.

Das Zusammentreffen von Weltraumtechnologie und Klimawissenschaft ist nicht nur eine ökologische Notwendigkeit, sondern auch ein gewaltiger Wirtschaftsmotor. Das Weltwirtschaftsforum prognostiziert, dass der Erdbeobachtungssektor bis 2030 weltweit 700 Milliarden US-Dollar (640 Milliarden CHF) zur Wirtschaft beitragen wird. Dieser Markt wird durch den dringenden Bedarf an umsetzbaren Daten angetrieben.

Neben dem finanziellen Gewinn ist auch die ökologische Rendite besonders wichtig. Diese Technologien dürften bis zum Ende des Jahrzehnts jedes Jahr eine Verringerung der Treibhausgasemissionen um gewaltige 2 Milliarden Tonnen ermöglichen. Diese doppelte Wirkung, Wohlstand zu schaffen und gleichzeitig die Biosphäre zu schützen, macht die Erdbeobachtungsbranche zu einem Grundpfeiler der Wirtschaft von morgen. Während die Staaten mit den Kosten des Klimaschutzes ringen, bieten die von diesen Satelliten gelieferten Daten den effizientesten Weg, die Emissionen dort zu senken, wo es am meisten zählt.

Die Schweiz beweist einmal mehr, dass ihr Einfluss weit über ihre Landesgrenzen hinausreicht. Mit ihrer führenden Rolle bei der Copernicus-Mission zur Überwachung von Kohlendioxid (CO2M) stellen Schweizer Fachleute sicher, dass der Welt eine verlässliche und neutrale Instanz für Klimadaten zur Verfügung steht. Die Arbeit an der Empa bringt nicht nur die Wissenschaft voran, sondern schafft auch den diplomatischen und politischen Handlungsspielraum, der zur Durchsetzung internationaler Abkommen nötig ist.

Mit dem Ausbau des Satellitennetzes und der Weiterentwicklung der KI-Modelle schrumpfen sowohl die Fehlertoleranz als auch der Raum für Ausreden. Der Beitrag der Schweiz stellt sicher, dass die Staats- und Regierungschefs bei Gesprächen über die Fortschritte im Klimaschutz über Fakten statt Vermutungen verfügen. Im Kampf gegen die Erderwärmung bringt Schweizer Innovation Licht ins Dunkel. So kann die Welt endlich das wahre Ausmass der Herausforderung und den genauen Ort der Lösungen erkennen.