Have you ever seen the rain? Mit KI und digitalen Zwillingen auf extreme Wetterereignisse vorbereiten

Das Wetter scheint manchmal unberechenbar zu sein. Auch die amerikanische Rockband Creedence Clearwater Revival (CCR) fragte 1971 „Have you ever seen the rain – Comin' down a sunny day?“. Auf Extremwetterereignisse, wie der Flut im Ahrtal 2021, müssen wir uns aber auch künftig, qua Klimawandel, vermehrt einstellen. Das Verbundprojekt „ZwillE“ könnte dabei – zumindest im urbanen Raum – helfen.

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Auch für Hobbymeteorologen kann das Wetter manchmal ein Mysterium sein. Ob plötzlicher Schneefall im April, Starkregen im Sommer oder frühlingshafte Temperaturen im Dezember – das Wetter spielt manchmal verrückt. Das solche Wetterphänomene aber durchaus ein gewaltiges Zerstörungspotential aufweisen, sollte uns – auch in einer eher gemäßigten Klimazone wie hier in Deutschland – spätestens seit der Flutkatastrophe des letzten Jahres bewusst sein. Scheinbar plötzlicher Starkregen hat in verschiedenen Regionen in Bayern, Rheinland-Pfalz und NRW zu katastrophalen Fluten geführt. Die Warnsysteme, die zur Vorhersage von und der Alarmierung der Bevölkerung vor Extremwetterereignissen konzipiert wurden, waren nicht effektiv genug.

Der urbane Raum kämpft beim Thema „Wasser-Extremereignisse“ mit zwei Problematiken: Zum einen ist er ebenso von Überschwemmungen betroffen wie der ländliche Raum. Zum anderen sorgt die dichte Bebauung dafür, dass die Wassermassen nicht richtig abfließen können. Bei Starkregen kommt die städtische Entwässerungsinfrastruktur schnell an ihre Grenzen. Genau hier möchte das Verbundprojekt „ZwillE – Digitaler Zwilling zum KI-unterstützen Management von Wasser-Extremereignissen im urbanen Raum“ mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und digitalen Zwillingen ansetzen.

Hier soll anhand von Echtzeitmessdaten und integrierten Simulationsmodellen ein möglichst genaues Abbild der Entwässerungsinfrastruktur der Stadt Hannover genutzt werden, um möglichst präzise Szenarioanalysen bei Extremwetterereignissen bereitzustellen. Alle Teilbereiche der Entwässerungsinfrastruktur – Einzugsgebiete, Kanalnetz, Kläranlagenverbund und Einleitungsgewässer – werden dafür miteinberechnet, um einen digitalen Zwilling der Entwässerungsinfrastruktur der Stadt Hannover zu erzeugen. Mittels „eines KI-basierten Assistenten mit formalisiertem Expertenwissen zu geeigneten schwachstellenbezogenen Gegenmaßnahmen“ sollen dann Handlungsempfehlungen für verschiedene Extremwetterereignisse weitergeben werden können.

„ZwillE“ wird von Atos geleitet. Weiterhin sind die Stadtentwässerung der Landeshauptstadt Hannover als Anwendungspartner und verschiedene Institute und Unternehmen aus dem Hydro- und Ingenieurbereich am Projekt beteiligt. Dazu zählen unter anderem die hydro & meteo GmbH und das IAB – Institut für Angewandte Bauforschung Weimar.

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