Untersuchung der Permafrostdegradation in der kanadischen Arktis mittels Drohnen- und Satellitendaten unter Einbeziehung von Local Knowledge arktischer Gemeinden sowie verteilter Bilddatenanalyse
Die Arktis durchläuft aufgrund des Klimawandels bedeutende Veränderungen ihrer Landschaften, insbesondere durch das Tauen des Permafrosts. Dies beeinflusst nicht nur die Lebensbedingungen der indigenen Bevölkerung, sondern führt auch zu steigenden Treibhausgasemissionen, da tauender Permafrost zusätzliches Methan und Kohlendioxid ausstößt, und hat negative Auswirkungen auf das arktische Ökosystem. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts "UndercoverEisAgenten" werden in Zusammenarbeit mit Schüler*innen verlässliche und aktuelle Daten zum Zustand sowie zur Taugeschwindigkeit des Permafrosts gesammelt, um ein vertieftes Verständnis für die Landschaftsstörungen und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Bewohner der Arktis sowie auf die globale Treibhausgasemission zu erhalten.
Dabei werden die Veränderungen mit einer Kombination aus Daten von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs), lokalem Wissen, und Satelliten-Fernerkundung in Aklavik (Nordwest-Territorien, Kanada) untersucht. „UndercoverEisAgenten“ ist um zwei Hauptziele herum strukturiert: 1. Die Bedeutung von UAV-Daten in entlegenen arktischen Regionen zu demonstrieren, und 2. Schüler*innen aus Schulen in Kanada und Deutschland einzubeziehen, um den Horizont der Fernerkundungsanwendung in diesen Gebieten zu erweitern und gleichzeitig den teilnehmenden Schüler*innen Bildungsmöglichkeiten zu bieten.
Durch den Einsatz kostengünstiger und leicht zu bedienender Drohnen werden Luftbilder aufgenommen, aus denen Orthomosaike und Oberflächenmodelle erstellt werden, die eine tiefergehende Analyse der Permafroststrukturen ermöglichen. Diese Datensätze werden in überschaubaren und leicht zu bewältigenden Kartierungsaufgaben, den sogenannten "Mikro-Tasks", bearbeitet und analysiert. Dabei wird die Bearbeitung durch eine benutzerfreundliche webbasierte Crowdmapping-Anwendung unterstützt.
Durch die Einbeziehung von Schüler*innen in die Prozesse der Datenerfassung, Klassifizierung und Auswertung soll im Projekt Wissen verbreitet und das Bewusstsein für die globale Erwärmung, Permafrost und die damit verbundenen regionalen und globalen Herausforderungen geschärft werden. Die gesammelten wissenschaftlichen Daten sollen neue Erkenntnisse für die Modellierung biophysikalischer Prozesse in den arktischen Regionen liefern, könnten die Grundlage für die Schaffung eines digitalen Zwillings dieser Regionen legen, und zu einem besseren Verständnis des Zustands und der Veränderungen des Permafrosts in der Arktis beitragen. Zudem werden Bildverarbeitungsverfahren entwickelt, um den Kartierungsprozess zu unterstützen.
Aklavik im Mackenzie Delta und Permafroststrukturen, September 2022. Bild von C.Thiel
