Google.org fördert KI-gestützte Permafrost-Überwachung mit fünf Millionen Dollar

Fünf Millionen Dollar für KI-gestützte Permafrost-Überwachung

Das Woodwell Climate Research Center hat von Google.org fünf Millionen US-Dollar an Fördermitteln sowie ein Stipendium erhalten. Mit dieser Förderung soll eine neue, frei zugängliche Ressource entwickelt werden, die Satellitendaten und künstliche Intelligenz nutzt, um das Auftauen des arktischen Permafrosts erstmals nahezu in Echtzeit zu verfolgen. An dem Vorhaben ist eine internationale Gruppe von Expertinnen und Experten unter Beteiligung des Alfred-Wegener-Instituts beteiligt. Die Ressource ist eine Erweiterung des Permafrost Discovery Gateway (PDG). Bisher war eine Echtzeitanalyse des Auftauens aufgrund der begrenzten Möglichkeiten der Fernerkundung und der Analyse von Satellitenbildern nicht möglich. Das neue System soll KI-Technologie einsetzen, um den Datenanalyseprozess zu rationalisieren und Muster und Trends in Permafrost-Tau-Datensätzen schneller zu identifizieren (Herstellerangabe, nicht unabhängig verifiziert). Die Daten werden als interaktive Karten über das PDG bereitgestellt, die lokale Behörden, Gemeindevertreter und politische Entscheidungsträger abrufen können, um gefährdete Gebiete zu identifizieren und in Planungsprozesse für Infrastruktur und Klimaanpassung einzubeziehen. Ziel ist es, aktuelle, handlungsrelevante geografische Daten für arktische Gemeinden bereitzustellen, die einem wachsenden Infrastrukturrisiko ausgesetzt sind. Die Arktis erwärmt sich fast viermal so schnell wie der Rest der Welt, wodurch der Permafrost rasch auftaut.

Satelliten und historische Luftbilder erkennen plötzliche Seendrainage

Das KI-System wertet jahrzehntelange historische Luftbilder und aktuelle Satellitenbilder aus, um Oberflächenabsenkungen und plötzliche Seendrainage zu identifizieren. Dabei nutzt das System maschinelles Lernen, um Veränderungen im Reflexionssignal und in der Geometrie der Wasserflächen zu erkennen; ein Flächenverlust eines Sees wird als Drainage gewertet, wenn er einen bestimmten, nicht näher veröffentlichten Schwellenwert überschreitet. Die genauen Algorithmen sind nicht veröffentlicht. Beim Auftauen von eisreichem Permafrost sinkt die Bodenoberfläche ab, wodurch Vertiefungen entstehen, die sich mit Wasser füllen und Thermokarst-Teiche bilden. In einigen Fällen führen thermische Risse oder die Bildung von Flussrinnen dazu, dass ausgewachsene Seen abrupt ablaufen und kreisförmige, vegetationslose Becken zurückbleiben. Während die Seen Jahrhunderte brauchen können, um sich zu bilden, kann die vollständige Drainage nach einer ungewöhnlich warmen Saison innerhalb von Stunden erfolgen. Das KI-Modell verarbeitet diese visuellen Signaturen über weite, schwer zugängliche Gebiete und ermöglicht die Überwachung von über vier Millionen Seen und siebzig Millionen Thermokarst-Teichen. Jüngste Überwachungszyklen zeigen eine anhaltende Auftau-Dynamik im Nordwesten Alaskas, insbesondere auf den Seward- und Baldwin-Halbinseln. Trotz eines vergleichsweise kalten Winters 2025/2026 verzeichnete die Region weiterhin eine signifikante Reduktion der Seefläche.

Warum das wichtig ist: Bodenabsenkungen und Kohlenstofffreisetzung

Permafrost ist Boden, der mindestens zwei Jahre lang unter 0 Grad Celsius bleibt und oft reich an Eis ist. Schmilzt das Eis, sackt die Oberfläche ab; Gebäude, Straßen und Rohre verlieren ihren Halt. Gleichzeitig wird gebundener Kohlenstoff freigesetzt. Die Arktis erwärmt sich fast viermal so schnell wie der Rest der Welt. Die vom KI-System erzeugten Karten zeigen Gebiete mit hohem Risiko für Bodenabsenkungen und Seendrainagen. Das Risiko wird anhand der beobachteten Bodenabsenkungen und Seendrainagen bewertet, da diese auf instabilen Untergrund hinweisen; Gebiete mit hoher Dichte an Thermokarst-Teichen und plötzlichen Drainagen gelten als besonders gefährdet. Lokale Behörden und politische Entscheidungsträger können diese Daten für Klimaanpassung und Infrastrukturplanung nutzen.