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Projekte und Forschungsvorhaben


  • I4C – Intelligence for Cities. KI-basierte Anpassung von Städten an den Klimawandel – von Daten über Prädiktion zu Entscheidungen
    Projektleitung
    Fünfgeld H
    Laufzeit
    01.01.2021 bis 31.12.2023
    Beschreibung
    In I4C werden Digital-ökologische Innovationen in Form von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) entwickelt und zur Anpassung von Städten an die Herausforderungen des Klimawandels genutzt. Erprobt wird eine Prozesskette von Datenaufnahme über Analyse und Umweltprädiktion bis hin zu konkreten Maßnahmen. Begleitet wird das Projekt von Betrachtungen zur Ethik und dem reziproken Wissenstransfer beim Umgang mit KI. Demonstriert werden die Resultate des in der Region Freiburg verankerten Projektteams anhand der Green City Freiburg. Heute lebt über 75 % der deutschen Bevölkerung in Städten. Städte sind empfindliche Knotenpunkte des Lebens und Handels. Extreme Wetterereignisse, wie Hochwasser, Hitzewellen oder Sturmereignisse, die aufgrund des Klimawandels verstärkt auftreten werden, stellen die Städte zunehmend vor Herausforderungen. Eine Anpassung an die veränderten Bedingungen ist zum langfristigen Schutz unserer Bevölkerung und der Wirtschaftsfähigkeit unumgänglich. Digital-ökologische Innovationen können bei der Kapazitätsbildung für Klimaanpassung einen enormen Beitrag leisten. Aufgrund der Komplexität der Stadtsysteme kommt den Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) eine besondere Rolle zu. Durch KI können komplexe Berechnungen, wie kurzfristige und lokal verortete Vorhersagen von Extremereignissen, langfristige Projektionen von Risiken als Planungsgrundlage oder intelligente Echtzeitsteuerung effizient und zuverlässig umgesetzt werden. Bei diesen Herausforderungen setzt I4C an. Aufgebaut wird eine KI-gestützte Prozesskette, die am Ende Maßnahmen zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit von Städten an Extremereignisse liefert. Mit meteorologischen Prozessmodellen und Klimasimulationen werden für Wärmebelastung, Hochwasser und Sturmschäden anfällige Bereiche in Städten identifiziert. Die Belastungssituationen und die damit verbundenen Auswirkungen werden in einem semantischen, gebäudeauflösenden 3D-Modell simuliert, quantifiziert und visualisiert. Expert*innen schlagen auf Grundlage der Simulationen konkrete Maßnahmen vor, die systematisch bei Politik, Recht und Planung ansetzen und deren Auswirkungen evaluiert werden können. Automatisch abgeleitet werden zudem Steuerungselemente z. B. der Gebäudeautomation. Ethische Betrachtungen zur Implementierung von KI und reziproker Wissenstransfer überspannen I4C. Erprobt wird die Prozesskette exemplarisch anhand der Stadt Freiburg. Zur Realisierung von I4C schließt sich ein interdisziplinäres Freiburger Team der Albert-Ludwigs-Universität und aus Fraunhofer-Instituten in den Fachbereichen Informatik, Ingenieurswissenschaften, Meteorologie, Hydrologie, Wirtschaft, Politik, Rechts- und Sozialwissenschaften mit Firmen aus der Region aus dem Bereich Mobile Mapping, Sensorherstellung, Stadtplanung, Energieversorgung und -beratung, Behörden sowie der Green City Freiburg zusammen. Die Professur für Geographie des Globalen Wandels ist an zwei Teilprojekten von I4C beteiligt: Im Rahmen eines Arbeitspakets werden ethische Dimensionen von KI-basierten Modell- und Prädiktionsverfahren identifiziert und prozessbegleitend in I4C diskutiert. In einer Reihe Workshops und Diskussionsforen zu Ethikfragen werden am Projekt involvierte Akteur*innen für ethische Implikationen von KI-gestützten Verfahren sensibilisiert. Als Teil eines weiteren Arbeitspakets werden Möglichkeiten und Grenzen der Integration von KI-basierten Ansätzen in kommunale Klimawandelanpassungsprozesse aus institutioneller und planerischer Perspektive untersucht und in Zusammenarbeit mit der Stadt Freiburg bezüglich ihrer Praxisrelevanz und -tauglichkeit überprüft.
    Ansprechpartner
    Fünfgeld H
    Tel.: +49(0)761 203-3560
    Email: hartmut.fuenfgeld@geographie.uni-freiburg.de
    Finanzierung
    BMU - KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen
  • Resilienzforschung und -entwicklung in den Environmental Humanities.
    Projektleitung
    Fünfgeld H
    Laufzeit
    01.10.2020 bis 30.09.2021
    Beschreibung
    Environmental Humanities" ist ein neues Schlagwort, mit dem Geisteswissenschaften ihre Bereitschaft demonstrieren, sich in den vor allen von Naturwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern geführten Kampf gegen die globale Umweltkrise einzubringen. Der Forschungsschwerpunkt verfolgt dabei eine doppelte Zielsetzung: Zunächst soll untersucht werden, wie die Geisteswissenschaften resilienter gegenüber den Herausforderungen werden können, die sich aus der Veränderung akademischer Werte und neuer Hochschulpolitik seit dem beginnenden 20. Jahrhundert ergeben. Wir sind überzeugt davon, dass eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Geistes- und Umweltwissenschaften besondere Chancen eröffnet, und setzen uns daher zum Ziel, Möglichkeiten zur Kooperation zu identifizieren und zu stärken. Zugleich gehen wir davon aus, dass die Resilienzforschung eines derjenigen Forschungsfelder darstellt, in der eine solche Zusammenarbeit besonders vielversprechend ist. Aus diesem Grund nehmen unsere Forschungsprojekte die Herausforderung "Resilienz" aus verschiedenen disziplinären Perspektiven in den Blick und erproben zugleich interdisziplinäre Ansätze. Bislang wurde das Konzept der Resilienz, das seinen Ursprung in den Umweltwissenschaften hat und schnell von Soziologie und Psychologie übernommen wurde, von nur wenigen geisteswissenschaftlichen Disziplinen augegriffen. Dennoch sind wir überzeugt, dass das Konzept auch in anderen Diskursen in den Geisteswissenschaften gewinnbringend anwenden lässt, da es insbesondere die Debatte über die Fähigkeit von Individuen und Kollektiven zum Fortbestehen erleichtert. Evi Zemanek vom Institut für Medienwissenschaften, die Historikerinnen Sabine Dabringhaus und Melanie Arndt sowie Hartmut Fünfgeld vom Institut für Geographie werden ein Team von Freiburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und internationalen Forscherinnen und Forschern zusammenbringen.
    Ansprechpartner
    Fünfgeld H
    Email: hartmut.fuenfgeld@geographie.uni-freiburg.de
    Finanzierung
    Freiburg Institute of Advanced Studies
  • Lokale Kompetenzentwicklung für Klimawandelanpassung in kleinen und mittleren Kommunen und Landkreisen (LoKlim)
    Projektleitung
    Fünfgeld H, Glaser R, Lorenz S, Fila D, Riach N (Team)
    Laufzeit
    01.01.2020 bis 31.12.2022
    Beschreibung
    Kommunen und Landkreise in Baden-Württemberg sind in zunehmendem Maße vom Klimawandel betroffen. Millionenschwere Schäden durch Starkregenereignisse, Hochwasser, Hitzewellen und Dürren wie zuletzt 2018 zeugen von dieser Entwicklung. Während in großen Kommunen nach dem Klimaschutz zunehmend auch die Klimaanpassung in der Verwaltungspraxis verankert wird, verfügen kleine und mittlere Kommunen meist nicht über die notwendigen Kapazitäten, um den Auswirkungen des Klimawandels mit strategisch ausgerichteten und dennoch effizienten Anpassungsprozessen zu begegnen. Ziel des Projekts ist es, kommunale Institutionen und Akteure in der planerischen Umsetzung lokal-spezifischer Anpassungsprozesse zu begleiten. Dazu sollen anwendungsorientierte Instrumente zum konkreten Auf- und Ausbau von Kompetenzen und Kapazitäten zur Anpassung an den Klimawandel in kleinen und mittleren Kommunen sowie Landkreisen in Baden-Württemberg entwickelt werden. Damit sollen kommunale Institutionen und Akteure in der planerischen Umsetzung lokal-spezifischer Anpassungsprozesse begleitet und befähigt werden – insbesondere solche, die in kleineren und mittleren Kommunen verankert sind.
    Ansprechpartner
    Stefanie Lorenz
    Tel.: +49(0)177 158-4913
    Email: stefanie.lorenz@geographie.uni-freiburg.de
    Finanzierung
    Gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages, Beteiligte Projektpartner (Kommunen und Landkreise)
  • Geographien der Umsiedlung im Kontext von Multiskalenprozessen der Umweltdegradation – eine Fallstudie küstennaher Umsiedlung im ghanaischen Volta River Delta
    Projektleitung
    Fünfgeld H, Neu F (Team)
    Laufzeit
    01.12.2019 bis 30.11.2022
    Beschreibung
    Staatlich angeleitete Umsiedlungsmaßnahmen traten in den letzten Jahrzehnten im Globalen Süden vermehrt als in Kauf zu nehmende Begleiterscheinung großer Staudammprojekte auf (vgl. Rogers/Wilmsen 2019). Doch inzwischen findet Umsiedlung auch als Reaktion auf durch den Klimawandel verstärkt auftretende Extremwetterereignisse statt (vgl. bspw. Arnall 2014). Auf globaler Ebene als besonders vulnerabel gelten niedrig gelegene Küstenregionen, die oftmals eine hohe Bevölkerungsdichte aufweisen und durch den weltweiten Meeresspiegelanstieg von Überschwemmung und Küstenerosion bedroht sind. In manchen Bereichen des Volta-Deltas im Südosten Ghanas wurde – ausgelöst durch eine Kombination aus Meeresspiegelanstieg und durch den Akosombo-Staudamm zurückgehaltene Sedimente – die Küstenlinie um bis zu drei Kilometer ins Landesinnere verlagert. Dadurch fielen ganze Dörfer der Erosion der Atlantikküste zum Opfer. Aus diesem Grund wurde von staatlicher Seite ab 2017 ein Umsiedlungsdorf für mehrere Hundert betroffene Haushalte auf einem künstlich aufgeschütteten Landstrich in der Lagune von Keta, östlich der Mündung des Volta-Flusses, errichtet. Bisher wurden Studien zu Umsiedlung hauptsächlich im Rahmen von Staudamm-Projekten durchgeführt, die allerdings oftmals lediglich auf eine Optimierung des Umsiedlungsprozesses abzielen. Auf dem Weg zu einer tiefergehenden, kritischen Auseinandersetzung mit Umsiedlung im Sinne einer Critical Geography of Resetttlement (vgl. Rogers/Wilmsen 2019) fehlt es an aktueller Forschung. Das Forschungsprojekt möchte einen Beitrag zu diesem neuen Forschungsfeld leisten und untersucht darum das oben beschriebene ghanaische Beispiel im Rahmen einer Fallstudie. Auf übergeordneter Ebene befasst es sich mit Geographien der Umsiedlung im Kontext von Multi-Skalen-Prozessen des Umweltwandels und der Umweltdegradation, welche aus dem Blickwinkel der Politischen Ökologie beleuchtet wird. Dabei bilden theoretische Konzepte wie Macht (u.a. Foucault), Gewalt (u.a. Watts, Nixon) und Gerechtigkeit (u.a. Rawls, Sen) die Grundlage des Analyserahmens. Das Forschungsprojekt legt den Fokus auf drei Schlüsselelemente innerhalb von Umsiedlungsprozessen: Akteure, Macht und Interessen. In Anknüpfung daran werden drei Forschungsfragen analysiert: 1) Wie verwend(et)en unterschiedliche Akteure ihre jeweilige Macht um den Umsiedlungsprozess auf eine Weise zu beeinflussen, die ihren eigenen oder Interessen bestimmter anderer Akteure dient(e)? 2) Wie und von wem wurde die Umsiedlung legitimiert? 3) Welche sozialen, politischen und ökonomischen Auswirkungen auf umgesiedelte Personen bestehen und wie können diese auf bestimmte Umsiedlungspraktiken zurückgeführt werden? Im Rahmen des Forschungsprojektes werden mehrere Feldforschungsaufenthalte durchgeführt. Der dabei angewandte Methodenkoffer setzt sich aus qualitativen und ethnographischen Forschungsmethoden der Geographie zusammen.
    Ansprechpartner
    Friedrich Neu
    Tel.: +49(0)761 203-54233
    Email: friedrich.neu@geographie.uni-freiburg.de
    Finanzierung
    - Kurzstipendium für Doktorand*innen des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) zur Finanzierung der Feldforschung 2020 (nicht in Anspruch genommen wegen Reisebeschränkungen nach Ghana aufgrund von Covid-19), - Promotionsstipendium des Evangelischen Studienwerks Villigst, finanziert aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), inkl. Förderung von Feldforschung (seit August 2020)