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Labor für Künstliche Intelligenz und Big Data am Umweltbundesamt gestartet

Gemeinsame Pressemitteilung von Umweltbundesamt und Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz Bundesumweltministerin Lemke und UBA-Präsident Messner geben Startschuss für neuen Experimentierraum zur Analyse von Umweltdaten Bundesumwelt- und -verbraucherschutzministerin Steffi Lemke und der Präsident des Umweltbundesamts (UBA) Prof. Dr. Dirk Messner haben heute das Anwendungslabor für Künstliche Intelligenz und Big Data (KI-Lab) am UBA eröffnet. Das KI-Lab soll Grundlagen schaffen, um mit Künstlicher Intelligenz (KI) die Analyse großer Mengen von Umweltdaten (Big Data) stärker zu vereinfachen. Alle Behörden im Umweltressort werden das KI-Lab für ihre Arbeit nutzen, das heute seine Arbeit aufnimmt. Steffi Lemke, Bundesumwelt- und -verbraucherschutzministerin: „Die Potentiale von KI und Big Data sind immens – auch für den Schutz von Umwelt, ⁠ Klima ⁠ und Natur. Sie auf nachhaltige Weise zu heben, ist eine wichtige Gemeinschaftsaufgabe und gehört zu verantwortungsvoller Digitalisierung. Das neue KI-Lab ist innovativ und ermöglicht den Behörden des Umweltressorts, passgenaue Anwendungen für Herausforderungen zu entwickeln – zum Beispiel für die effizientere Auswertung von Satellitendaten, um den Ausbau von Wind- und Sonnenstrom besser planen zu können. Diese Anwendungen sollen die Arbeit der Behörden unterstützen und das Verständnis von Problemen, Lösungen und Zusammenhängen im Umweltbereich sowohl bei den Behörden selbst als auch in der Öffentlichkeit verbessern. Das hat Modellcharakter.“ ⁠ UBA ⁠-Präsident Prof. Dr. Dirk Messner: „Digitale Transformation und künstliche Intelligenz sind ein Paradigmenwechsel auch im Umweltschutz. Wir werden Umweltdaten künftig völlig anders und auch besser analysieren können. Dazu müssen wir neue datenwissenschaftliche Methoden für die Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschung nutzen und Kompetenzen im gesamten Umweltressort aufbauen. Sonst werden wir nicht Schritt halten bei der so wichtigen Verwaltungsdigitalisierung. Unser Anwendungslabor ist dafür ein einmaliger Experimentier- und Gestaltungsraum für die Analyse von Umweltdaten.“ Das KI-Lab nutzt datenwissenschaftliche Methoden und Technologien, um die heterogenen, komplexen und bisher oft schwer zugänglichen Datenbestände in der Umweltverwaltung besser zu verwerten. Das umfasst Erdbeobachtungs- und Messdaten, Prozessdaten für eine Verwaltungs- und Vollzugsoptimierung und viele andere weitere Umwelt-, Natur- und Strahlenschutzdaten. Erste Beispiele für die mögliche Anwendung von KI sind etwa das Identifizieren von Wind- und Photovoltaik-Anlagen in Satellitendaten für eine bessere Planung. Auch lassen sich illegal in Online-Handelsplattformen angebotene und geschützte Tier- und Pflanzenarten besser aufspüren. Mit dem KI-Lab können alle Behörden des Umweltressorts KI-Anwendungen auf Basis von Umweltdaten entwickeln – neben dem UBA sind dies das Bundesamt für Naturschutz, das Bundesamt für Strahlenschutz und das Bundesamt für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung. Das KI-Lab ist eine Initiative im Rahmen der Umweltpolitischen Digitalagenda des ⁠ BMUV ⁠ und Teil des BMUV 5-Punkte-Programms „Künstliche Intelligenz für Umwelt und Klima“. Hierfür stehen aus Mitteln des Konjunktur- und Zukunftspaketes der Bundesregierung (2021) 26,4 Millionen Euro zur Verfügung. Es werden rund 30 Mitarbeitende, zunächst befristet bis 2025, an den Standorten Leipzig, Berlin und Dessau-Roßlau beschäftigt. Das KI-Lab legt besonderen Wert auf den verantwortungsvollen Umgang mit Daten und entwickelt Lösungen zur ressourcenschonenden Nutzung von KI und Big Data (Responsible & Green AI). Dabei stehen verschiedene Aspekte nachhaltiger Software im Raum: Vom möglichst energieeffizienten Einsatz der Hardware über passgenaue und ethische Auswahl der Daten und Algorithmen, bis zur Verwertbarkeit durch dritte im Rahmen von Open-Source. Das KI-Lab arbeitet aktuell daran, wirkungsvolle nationale und internationale Netzwerke und Kollaborationen zum Thema KI und deren Nutzung im Umweltressort zu etablieren. Ziel ist es, im gesamten Umweltressort methodisch und technisch relevante Kompetenzen aufzubauen. Die Behörden wollen voneinander lernen und so der digitalen Transformation in der Umweltverwaltung Anschub geben.  „Wir arbeiten bei der Umsetzung von Beispielanwendungen (Use Cases) mit ganz unterschiedlichen Expertinnen und Experten aus dem Umweltressort eng zusammen: von der Meeresforschung, über Strahlenschutz bis hin zur Atmosphärenphysik im urbanen Raum. Es ist uns ein Anliegen, dass das KI-Lab sowohl eine Wirkung nach außen entfacht, als auch ins eigene Haus wirkt.“  so Robert Wagner, Leiter des KI-Lab am UBA.

Den ökologischen Wandel gestalten

Der Abschlussbericht fasst die Ergebnisse des Vorhabens „Den ökologischen Wandel gestalten“ zusammen. Ziel des Vorhabens war es, die Transformation in Richtung ⁠ Nachhaltigkeit ⁠ gemäß den Zielsetzungen des Integrierten Umweltprogramms 2030 voranzubringen. Dafür wurden Erkenntnisse der sozialwissenschaftlichen Transformations- und Nachhaltigkeitsforschung berücksichtigt und weiterentwickelt. U.a. wurden folgende Themenbereiche bearbeitet: Erfolgsbedingungen und Hemmnisse von Nachhaltigkeitstransformationen in den Transformationsfeldern Ernährung und Konsum; die Rolle von Akteuren, von Emotionen, von Zeit und von Kommunikation in Nachhaltigkeitstransformationen sowie die Potenziale einer strategischen Vorausschau für transformative Umweltpolitik. Veröffentlicht in Texte | 29/2023.

Verbesserung der strategischen umweltpolitischen Beratung im Kontext des Leitbilds Nachhaltiger Entwicklung

Das in diesem Bericht vorgestellte Vorhaben untersuchte die Frage, wie die Relevanz der Nach-haltigkeitsforschung für die Politikgestaltung in Deutschland erhöht werden kann? Ziel war es, Handlungsempfehlungen zu erarbeiten, die die Akteure der Nachhaltigkeitsforschung in die Lage versetzen, die Qualität von Forschungsprozessen und Forschungsergebnissen zu erhöhen und sichern. Veröffentlicht in Texte | 52/2014.

Ozonsituation in Deutschland

Die Gefährdung der menschlichen Gesundheit und der Vegetation durch Ozon ist in Deutschland nach wie vor ein wichtiges Thema in Politik, Wissenschaft und Öffentlichkeit. Ein vom Umweltbundesamt und dem Potsdamer Institut für transformative Nachhaltigkeitsforschung organisierter Workshop widmete sich diesem Thema. Expertinnen und Experten diskutierten den derzeitigen Wissensstand zu ozonrelevanten Prozessen, den Verbesserungsbedarf bei Modellierung und Messungen, die Aussagekraft der vorliegenden Emissionsinventare und den Beitrag der regionalen Ozonbildung an der Gesamtbelastung. Es wurden außerdem allgemeine Empfehlungen zu Emissionsminderungen der Ozonvorläuferstoffe in Deutschland erarbeitet und Wissenslücken sowie weiterer Forschungsbedarf identifiziert. Veröffentlicht in Dokumentationen | 02/2020.

Policy Relevant Sustainability Research

“Sustainability Research” or “Sustainability Science” has become a common term, one found in the names of research programs, research institutions and specialist journals. But just like the term “sustainability” itself, “sustainability research” is not clearly defined. One finds included under it activities as diverse as, among others, investigating arctic ice cores for understanding climate change and devising concepts for sustainable municipal public transportation and traffic systems.

Schulze: „Starke Umweltpolitik braucht unabhängige wissenschaftliche Expertise mit Weitblick“

Gemeinsame Pressemitteilung von Umweltbundesamt und Bundesumweltministerium Professor Dirk Messner ist neuer Präsident des Umweltbundesamtes Professor Dirk Messner hat zum 1. Januar die Nachfolge von Maria Krautzberger angetreten, die das Amt fünfeinhalb Jahre innehatte und zum Ende des vergangenen Jahres in Ruhestand ging. Bundesumweltministerin Schulze gratulierte dem international renommierten Nachhaltigkeitsforscher zu seiner heutigen Amtseinführung vor Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern im Umweltbundesamt in Dessau. Bundesumweltministerin Svenja Schulze: „Mit Dirk Messner als neuem Präsidenten setzt sich die Tradition fort, unabhängige und fachkundige Experten mit Weitblick mit der Leitung des Umweltbundesamtes zu betrauen. Mit seiner globalen Expertise und Vernetzung steht er wie kein zweiter für die Verbindung von Entwicklung und Umwelt und die politikberatende Nachhaltigkeitsforschung. Als Präsident des Umweltbundesamtes ist Dirk Messner der richtige Mann zur richtigen Zeit. Denn die Lösungen für die größten Herausforderungen unserer Zeit, den ⁠ Klimawandel ⁠ und das Artensterben, müssen global und vernetzt entwickelt werden. Entscheidende Impulse für die deutsche und internationale Umweltpolitik hat er bereits mit dem Begriff der „Großen Transformation“ – dem sozial-ökologischen Umbau unserer Wirtschaft und Gesellschaft – sowie in Sachen nachhaltiger Digitalisierung gesetzt. Wichtig ist mir dabei: Der Umbau hin zu einer treibhausgasneutralen Gesellschaft bietet die Chance, Wirtschaft, Ökologie und Soziales miteinander zu verbinden. Diese Chance wollen wir nutzen.“ Schulze betonte: „Umweltschutz braucht Mehrheiten und den gesellschaftlichen Rückhalt. Ich freue mich darauf, diese mit der Unterstützung durch Dirk Messner an der Spitze des Umweltbundesamtes zu gewinnen und gemeinsam für den grundlegenden Umbau von Wirtschaft und Gesellschaft zu werben. Die aufgeheizten Debatten der letzten Jahre haben gezeigt, dass wir beim Umweltschutz mehr denn je faktenbasiert er- und aufklären müssen: sei es bei der Klimakrise, Luft-, Boden- und Wasserverschmutzung oder beim nachhaltigen Umgang mit Chemikalien. Eine starke Umweltpolitik braucht die unabhängige wissenschaftliche Expertise des Umweltbundesamtes – gerade in Zeiten der Polarisierung umweltpolitischer Debatten.“ Dirk Messner: „Alle Themen, mit denen sich das Umweltbundesamt beschäftigt, stehen jetzt ganz oben auf der politischen Agenda: ⁠ Klimaschutz ⁠, die Zukunft der Mobilität, oder Kunststoffe in der Umwelt, um nur einige zu nennen. Wir betreten nun eine Dekade der Weichenstellung für diese Themen. Es geht daher darum, das Umweltbundesamt für diese wichtigen Jahre bestmöglich aufzustellen, denn in vielen Bereichen läuft uns die Zeit davon – nicht zuletzt im Klimaschutz. Das Umweltbundesamt als größte europäische Umweltbehörde kann und muss Impulsgeberin und Vorreiterin der nationalen und europäischen Umweltpolitik sein. Dazu sind wir bereits gut aufgestellt und diese Netzwerke möchte ich ausbauen. Als wissenschaftliche Nachhaltigkeitsinstitution haben wir auch eine gesellschaftliche Verantwortung. Das steht schon im Errichtungsgesetz des Umweltbundesamtes. Wir wollen unsere Frühwarn-, Mahner- und Problemlösungsfunktionen wahrnehmen. Und wir wollen die Politik und die Gesellschaft beraten, dass sie mehr schafft als das unmittelbar Machbare und sich an das Notwendige heranwagt, um irreversible Umweltkrisen zu vermeiden. Mit den hervorragenden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Umweltbundesamt bin ich überzeugt, dass uns das gelingt. Ich freue mich sehr auf diese Aufgabe.“ Umweltministerin Schulze dankte der bisherigen Präsidentin, Maria Krautzberger, für ihre lösungsorientierte Arbeitsweise und konkreten Vorschläge, mit denen sie während ihrer Amtszeit das Bundesumweltministerium in zentralen Fragen der Umweltpolitik beraten und damit eigene Zeichen gesetzt habe. Dazu gehören Vorschläge für umweltfreundliche Mobilität für lebenswerte Städte, der Einsatz für saubere Luft und die Aufklärung über Stickstoffemissionen in der Diesel-Debatte, eine nachhaltige Landwirtschaft und der Beitrag zum Aktionsprogramm Insektenschutz sowie gegen biodiversitätsschädigende Pflanzenschutzmittel, die Stickstoffbilanzierung und die Folgekosten zu hoher Nitratwerte für das Trinkwasser und nicht zuletzt die Internationalisierung des Umweltbundesamtes.

Politikrelevante Nachhaltigkeitsforschung

Nachhaltigkeitsforschung ist mittlerweile ein geläufiger Begriff, den Forschungs-programme, Forschungseinrichtungen und Fachzeitschriften selbstverständlich im Namen tragen. Ebenso wie ⁠ Nachhaltigkeit ⁠ selbst, ist jedoch Nachhaltigkeitsfor-schung nicht eindeutig definiert. Das Studium von arktischen Eiskernen zum Ver-ständnis der Klimaentwicklung kann ebenso dazugerechnet werden, wie die Kon-zeption eines nachhaltigen Verkehrskonzepts für eine Kommune.

Transdisziplinarität in der Anpassungsforschung

Diese Studie untersucht, welche Besonderheiten bezüglich der Methoden und Vorgehensweisen in transdisziplinären Forschungsprozessen für das Handlungsfeld Klimaanpassung bestehen. Vergleichend werden hierbei Arbeiten aus der transdisziplinären Nachhaltigkeitsforschung herangezogen. Mithilfe einer methodisch strukturierten Literaturauswertung werden dabei Schlüsseltexte jeweils aus den beiden Forschungsfeldern entlang von Analysekriterien untersucht, die die Charakteristika von Transdisziplinarität abbilden. Außerdem bietet die Studie einen Ausblick zur Stärkung von Transdisziplinarität in der Klimaanpassungsforschung mittels Reflexion von Vorgehensweisen in Forschungsprojekten. Veröffentlicht in Climate Change | 02/2023.

Blue Planet Prize für Potsdamer Klimaforscher Schellnhuber

Die international bedeutendste Auszeichnung für Pioniere der Nachhaltigkeitsforschung wird im Herbst 2017 an den Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), Hans Joachim Schellnhuber, verliehen. Das gab die japanische Asahi Glas Stiftung am 14. Juni 2017 in Tokio bekannt. Ihr mit 50 Millionen Yen dotierter Blue Planet Prize ehrt Vordenker, die entscheidende Ansätze zur Lösung globaler Umweltprobleme vorgelegt haben. Schellnhuber erhält den Preis für seinen wegweisenden Beitrag zur Etablierung der Zwei-Grad-Grenze der globalen Erwärmung, auf die sich die Staaten der Welt im Klimavertrag von Paris geeinigt haben. Zudem habe der Physiker Schellnhuber die Erdsystemanalyse als wissenschaftliches Feld maßgeblich gestaltet, erklärte die Stiftung, und das einflussreiche Konzept der Kippelemente entwickelt.

The ozone situation in Germany

Die Gefährdung der menschlichen Gesundheit und der Vegetation durch Ozon ist nach wie vor ein wichtiges Thema in Deutschland. Ein vom Umweltbundesamt (UBA) und dem Potsdamer Institut für transformative Nachhaltigkeitsforschung (IASS Potsdam) organisierter Workshop widmete sich diesem Thema. Expertinnen und Experten diskutierten den derzeitigen Wissensstand zu ozonrelevanten Prozessen, den Verbesserungsbedarf bei Modellierung und Messungen, die Aussagekraft der vorliegenden Emissionsinventaren und den Beitrag der regionalen Ozonbildung an der Gesamtbelastung. Es wurden außerdem allgemeine Empfehlungen zu Emissionsminderungen der Ozonvorläuferstoffe in Deutschland erarbeitet und Wissenslücken sowie weiterer Forschungsbedarf identifiziert. Beispielhaft für die Ergebnisse der Diskussion sind folgende Empfehlungen des Workshops zu nennen: - weitere Minderung der anthropogenen NOx-Emissionen, - Verbesserung des Detailgrads der NMVOC-Spezifikation in den anthropogenen Emissionskatastern, - Aktualisierung der biogenen VOC-Emissionen für Chemie-Transport-Modelle, - regelmäßige Überwachung von Isopren-Konzentrationen und kampagnenbasierte Messungen der Isopren-Emissionen aus der Vegetation unter deutschen Bedingungen, - parallele Messungen von NO, NO2 und Ozon an städtischen und verkehrsnahen Stationen sowie am Stadtrand, - Durchführung von Modellvergleichsstudien auf verschiedenen räumlichen Ebenen Source: The ozone situation in Germany : state of knowledge, research gaps and recommendations ; documentation of a workshop on ozone pollution in Germany / Conception, realization and documentation of workshop: Tim Butler [and three others]. Workshop participants: Manuela Baumgarten [and 22 others]. Translated by: Anne Boden. - Report completed in: April 2020. - Dessau-Roßlau : Umweltbundesamt, September 2020. - 1 Onlineressource (20 Seiten). - Online-Ausgabe; Dateigröße / Dateiumfang: 355,09 KB. - (Dokumentationen / Umweltbundesamt / Herausgeber: Umweltbundesamt ; 2020/04), page 5

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