Maschinelles Lernen für die Klimaforschung
Otto-Hahn-Medaille für Jakob Zscheischler
- 18 June 2015
- Empirische Inferenz
Tübingen/Jena, 22. Juni 2015. Auswirkungen extremer Wetterereignisse auf den Kohlenstoffkreislauf der Erde - für die herausragende wissenschaftliche Leistung, die Jakob Zscheischler im Rahmen seiner Doktorarbeit erbracht hat, hat ihn die Max-Planck-Gesellschaft mit der Otto-Hahn-Medaille ausgezeichnet. Zscheischler hat seine 2014 fertig gestellte Dissertation an den Max-Planck-Instituten für Intelligente Systeme in Tübingen (Abteilung Empirische Inferenz) und für Biogeochemie in Jena angefertigt.
Die Triebfeder von Zscheischlers wissenschaftlicher Arbeit lag im Wesentlichen in der Frage, wie Land-Ökosysteme auf den derzeit stattfindenden Klimawandel reagieren. Das sich verändernde Klima wirkt sich darauf aus, wie Ökosysteme Kohlenstoff aufnehmen und freisetzen. Klimaextreme wie Dürren und Hitzewellen können diese terrestrischen Kohlenstoffflüsse stark verändern. Es wird prognostiziert, dass viele derartiger Klimaextreme in einer wärmeren Welt stärker und häufiger auftreten werden, mit ungewissen Auswirkungen für den Kohlenstoffkreislauf.
Maschinelles Lernen entschlüsselt Komplexität
Zscheischler hat mit Hilfe von Methoden des Maschinellen Lernens die Auswirkungen extremer Wetterereignisse auf den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf untersucht. Maschinelles Lernen hilft, aus großen Datenmengen sinnvolle Schlussfolgerungen zu ziehen und Zusammenhänge zu erkennen. Für seine Analysen stand Zscheischler ein großer Datenberg zur Verfügung: Klimavariablen (Temperatur, Niederschlag), Satellitenaufzeichnungen (Feuer, Vegetationsaktivität, terrestrische Kohlenstoffflüsse), sowie Datenoutput von terrestrischen Biosphäremodellen für den globalen Nettokohlenstoffaustausch. Die meisten Datensätze hatten eine hohe räumliche Auflösung (0.5° x 0.5°) und wurden über 30 Jahre lang monatlich gemessen.
Dank seiner Analysen dieses großen, komplexen Datenpools konnte Zscheischler zeigen, dass vor allem der Kohlenstoffhaushalt von Savannen und Grünland anfällig auf Wassermangel reagiert. Generell konnte er einen engen Zusammenhang zwischen dem Wasserkreislauf und Veränderungen im globalen Kohlenstoffhaushalt nachweisen. Dürren und Hitzewellen verursachen eine anormal hohe Abgabe von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Laut Zscheischlers Berechnungen verstärken sich die Einflüsse auf die terrestrischen Kohlenstoffflüsse noch, wenn diese beiden Klimaextreme gleichzeitig auftreten.
Die Otto-Hahn-Medaille soll junge Wissenschaftler motivieren, in der Wissenschaft zu bleiben. Sie wurde während der Jahreshauptversammlung der Max-Planck-Gesellschaft vom 17. bis 18. Juni in Berlin verliehen und ist mit 7.500 Euro dotiert. Jakob Zscheischler arbeitet heute als Post-Doktorand am Institute for Atmospheric and Climate Science (Forschungsgruppe Land-Climate Dynamics).
