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I4C - Intelligence for Cities

Intelligence for Cities (I4C) ist ein Verbundprojekt zwischen der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, den Freiburger Fraunhofer-Instituten ISE und IPM sowie des Leistungszentrums Nachhaltigkeit Freiburg. I4C wird im Zeitraum 2021 - 2023 vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) über die Förderinitiative "KI Leuchttürme" finanziert.

Städte sind aufgrund ihrer räumlichen und soziologischen-ökonomischen Dichte und Struktur anfällig für extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen, Starkniederschläge, Überschwemmungen oder Stürme. In einem sich ändernden Klima wird projiziert, dass die Häufigkeit und Intensität von extremen Wetterereignissen in unseren Breitengraden allgemein zunimmt. Der langfristige Schutz städtischer Bevölkerung, Infrastruktur und Wirtschaft vor dem Klimawandel stellt Städte vor enorme Herausforderungen.

Diese Simulation eines Sturmereignisses in der Freiburger Innenstadt zeigt das chaotische und komplexe Verhalten von Wind und Turbulenzen auf auf der Höhe von Fussgänger*innen. Simulationen wie diese sind rechenintensiv. Unser Ziel ist es, mit KI  wiederholende Muster in dieser Komplexität zu erkennen und zu reproduzieren um eine schnelle und flächendeckende Vorhersage von Windgefahren und Schäden zu ermöglichen (Simulation: D. Schindler, J. Wehrle).

Digitale Innovationen in Form von Künstlicher Intelligenz (KI) könnten einen wesentlichen Beitrag zur Anpassung an ein sich änderndes Klima leisten. KI ermöglicht die präzise und schnelle Durchführung komplexer Berechnungen meteorologischer Größen im dreidimensionalen Stadtraum. Die schnelle Berechnung ermöglicht sowohl kleinräumige Vorhersagen auf Gebäudeebene als auch langfristige lokale Klimavorhersagen. Kleinräumige Vorhersagen ermöglichen eine bessere Abschätzung der lokalen Auswirkungen von Extremwetterereignissen. Langfristige Berechnungen hingegen ermöglichen eine intelligente Raumplanung unter Berücksichtigung unterschiedlicher Klimaprojektionen, der lokalen Häufigkeit von Klimarisiken und städtebaulicher Entwicklungsoptionen.

Ziel von I4C ist es, die Anpassung von Städten an den Klimawandel durch eine Prozesskette von der Datenerhebung, Analyse und Umweltprognose bis hin zu konkreten Maßnahmen zu verbessern. Die Professur für Umweltmeteorologie ist mit zwei Teilprojekten an dem Projekt beteiligt, welche das Downscaling  thermischer Behaglichkeit und Belastung im lokalen, gebäudeaufgelösten Maßstab mittels KI und die Vorhersage von Sturmeinwirkungen und Sturmschäden mittels Large Eddy Simulationen (LES) und KI ermöglichen sollen.

Weitere Information zum Projekt:

→ Projektseite des Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg
→ Projektseite des Programms KI Leuchttürme (Zukunft – Umwelt – Gesellschaft)

Wissenschaftliche Bearbeitung

Externe Kooperationspartner