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Hamburger Geosoftware entwirft Zukunftsplan für Afrikas Landnutzung

26.08.2013

Neues aus der Klimaforschung: Einmal im Monat berichten Klimaforscher im Hamburger Abendblatt über aktuelle Erkenntnisse. Dr. Olaf Conrad untersucht mit seiner Geosoftware die sich wandelnden Bedingungen für afrikanische Böden.

Beinahe unbemerkt begegnen sie uns täglich: Geoinformationssysteme. Als Grundlage für Wetterkarten oder für das Navi im Auto. Gleichzeitig sind sie unverzichtbar für uns Klimaforscher, um Rechenmodelle dort zu verfeinern, wo wir genauer hinschauen möchten. Zum Beispiel im klimagefährdeten Afrika. Hier nehmen wir den Ackerbau der Zukunft unter die Lupe. Mit bestehenden Klimamodellen können wir allerdings nur auf 25 Kilometer „heranzoomen“. Für die konkrete Analyse der Äcker einzelner Farmen ist dies viel zu grob. Mit Hilfe einer Geosoftware ist es uns am KlimaCampus jetzt gelungen, landwirtschaftliche Bedingungen räumlich bis auf einen Kilometer genau abzubilden.

Im Projekt „The Future Okavango“ erforschen wir das Land rund um den Süßwasserfluss Okavango, der sich als wichtige Lebensader durch Angola, Namibia und Botswana zieht. Hierzu nutzen wir das von mir entwickelte Geoinformationssystem SAGA. Diese Software kann geometrische Oberflächendaten wie Lage, Form und Größe von Gebirgen und Flüssen mit Informationen über Einwohnerzahlen oder die Beschaffenheit des Untergrunds verknüpfen. Wie ein Baukasten bietet es die Basis für ganz unterschiedliche dreidimensionale Karten. SAGA ist frei verfügbar, hat eine weltweite Nutzergemeinde und wöchentlich bis zu 2000 Downloads.

Um die Erträge am Okavango abzuschätzen, betrachten wir das so genannte Naturraumpotenzial. Dies sind Gegebenheiten des Ökosystems wie Temperatur, Niederschlag oder Bodenbeschaffenheit. Daraus lässt sich ableiten, wie viele Menschen hier potenziell ernährt werden können. Doch um diese wertvollen Informationen lokal auszuwerten, müssen wir zuvor die großen Skalen existierender Klimamodelle in kleinere Einheiten überführen.

Für das Projekt erzeugte unsere Kollegin Daniela Jacob zunächst ein regionales Klimamodell mit einer groben Auflösung, vorstellbar als ein Gitternetz mit 25 Kilometern Maschenweite. Jedes dieser Gitterquadrate liefert pro Eigenschaft, wie zum Beispiel Temperatur, nur einen einzigen Wert. Für unsere Analyse brauchen wir jedoch kleinere Gitterquadrate von nur einem Kilometer Maschenweite, also in jedem großen Quadrat 25 mal 25 Unterquadrate. Das macht 625 Temperaturwerte, wo wir bisher nur einen hatten. Wie kommen wir an diese Werte?

Hier hilft der bekannte Zusammenhang von Temperatur und Höhe: Je höher das Gelände, desto kälter. Über die konkrete Geländehöhe wissen wir ebenfalls Bescheid, denn die Erde ist bereits global vermessen, auch in hoher Auflösung. Diese Datensätze können wir mit Hilfe von SAGA nutzen.

Aus dem Untersuchungsgelände nehmen wir nun mehrere der großen Quadrate mit ihrem Temperaturwert und verknüpfen diesen mit der durchschnittlichen Höhe des jeweiligen Quadrats. Aus diesen Eckdaten errechnen wir die Kurve, die für jede beliebige Höhe im Gelände eine bestimmte Temperatur ausweist. Mit Hilfe der hoch aufgelösten Geländedaten lässt sich jetzt für jedes einzelne der 625 kleinen Quadrate die dazugehörige Temperatur ermitteln. Eine einfache wie effektive Methode.

Mit anderen Verfahren analysieren wir Niederschlag und Wind und erhalten so ein aussagekräftiges Bild: Welche Pflanzen wo gute Erträge bringen, wo Reservoirs für Regenwasser sinnvoll wären – und wo besser niemand neu siedeln sollte. In engem Austausch mit Behörden und Bauern vor Ort entwickeln wir daraus ganz konkrete Handlungsempfehlungen.

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