Forscher nutzen KI für Eisberg-Überwachung

Eisberge: Überwachung von Eisbergen mit Satelliten und KI (Foto: Jan Van Bizar, pixabay.com)

Cambridge (pte026/29.11.2023/11:30) - Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Satellitendaten dokumentieren Forscher der British Antarctic Survey ( https://www.bas.ac.uk ) (BAS) die Positionen und Bewegungen von Eisbergen in der Antarktis. Das ist wichtig für die Schifffahrt, vor allem aber für die Wettervorhersage, die Prognose des Anstiegs der Meeresspiegel und möglicherweise für die Milderung der Erderwärmung.

Eisberg reflektiert Mikrowellen

Die Experten nutzen Daten der beiden Sentinel-1-Satelliten, die die Europäische Weltraumorganisation ( https://www.esa.int ) (ESA) 2014 und 2016 ins All geschickt hat. Sie tasten die Erde unter anderem mit Mikrowellen ab, die von Eisbergen aufgrund ihrer kristallinen Oberflächenstruktur besonders gut reflektiert werden. Das macht sich auf den Satellitenbildern in Form von besonders hellen Flecken bemerkbar. Diese sind mit bloßem Auge sichtbar, was aber praktisch unmöglich ist, da ihre Zahl einfach zu groß ist. Innerhalb von zwölf Monaten hat das System fast 30.000 dieser schwimmenden Giganten identifiziert.

Die Erkennung von Eisbergen mit Mikrowellen funktioniert zu jeder Tages- und Nachtzeit und selbst bei beliebig starker Bewölkung. Die Strahlen durchdringen alles. Mit diesem neuen Verfahren können Eisberge sogar in Umgebungen mit viel Meereis identifiziert werden, was bisher nicht möglich war. Mit diesem Tool können Wissenschaftler Eisberge erkennen, wenn sie kalben, und sie während ihres gesamten Lebenszyklus verfolgen, um so ein umfassenderes Bild der Eisbergdynamik im Südpolarmeer zu erhalten.

Übertragbar auf andere Meere

Als Untersuchungsort haben die Forscher die Amundsen Sea Embayment in der Westantarktis gewählt, nahe der Kalbungsfront des Thwaites-Gletschers. Dort gibt es eine Mischung aus offenem Wasser, Meereis und zahlreichen Eisbergen unterschiedlicher Größe - ideal also zum Testen des KI-Tools. "Die von uns verwendete Methode übertrifft die meisten alternativen Eisberg-Erkennungsmethoden, ohne dass menschliches Zutun erforderlich ist", sagt Ben Evans, KI-Experte bei der BAS. "Das bedeutet, dass sie problemlos auf andere Meere übertragen werden kann und sogar eine Überwachung nahezu in Echtzeit ermöglicht." Sein Team lässt derzeit alle Daten auswerten, die seit Beginn der Sentinel-1-Mission aufgelaufen sind.

"Die Überwachung und Vorhersage, wie viele Milliarden Tonnen Eis in die Weltmeere schmelzen, ist aufgrund der komplexen Physik und des Zusammenspiels zwischen Ozean, Eis und Atmosphäre eine große Herausforderung. Wir entwickeln einen digitalen Zwilling der Antarktis, um die Integration und den Austausch von Daten in unserer polaren Infrastruktur und unseren Werkzeugen - von automatisierten Unterwasserfahrzeugen bis hin zu KI-Modellen - zu unterstützen", erklärt Evans.

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