Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Für Klimaforschung: Forscher programmieren virtuelle Landwirte

24.03.2014

Computer-Modell der Universität Hohenheim: Selbst Praktiker können Entscheidungen von Mensch und Maschine nicht unterscheiden

Agrarökonomen der Universität Hohenheim haben für ein Computermodell virtuelle Landwirte programmiert, die wie erfahrene Praktiker Anbau- und Produktionsentscheidungen treffen. Mit Erfolg:

Das Computermodell trifft so täuschend echte Entscheidungen, dass auch 27 praktische Landwirte Mensch und Maschine nicht auseinanderhalten können. Mit den virtuellen Landwirten wollen die Forscher in Computersimulationen zur Anpassung an den Klimawandel den Faktor Mensch besser berücksichtigen.

Das Ziel der Forscher sind möglichst genaue Prognosen und Analysen zum Klimawandel in Baden-Württemberg.

Computermodelle, die die Anpassung an den Klimawandel sowohl von Pflanzen als auch von Menschen simulieren, sind ein Novum. Bislang wurden sie von Natur-wissenschaftlern programmiert und die ließen vor allem biophysikalische Prozesse in ihre Zukunftsprognosen einfließen.

„Die bisherigen Modelle berücksichtigen nur unzureichend, dass Landwirte andere Pflanzen anbauen, wenn sich das Klima ändert. Und die geänderte Landnutzung kann sich wiederum auf das regionale Klima auswirken“, erklärt Prof. Dr. Thomas Berger, Leiter des Fachgebiets Ökonomik der Landnutzung in den Tropen und Subtropen an der Universität Hohenheim. Es sei ein großer Unterschied, ob die Sonne großflächig auf sattgrüne Weiden, gold-gelben Weizen, bräunliche Hirse oder abgeerntete Maisstoppeln scheint.

„Je nach Farbe reflektieren die Pflanzen mehr oder weniger Licht, und je nach Sorte verdunsten sie mehr oder weniger Wasser. Das alles wirkt sich auf die Wolken-bildung und damit auch auf die Niederschlagsverteilung aus“, so das Mitglied der Forschergruppe Regionaler Klimawandel.

Daten von 3.700 Betrieben sind in das Modell eingeflossen

Doch anders als bei Wolken, Regen und Pflanzen lässt sich das menschliche Verhalten wesentlich schwieriger beobachten und in ein Computermodell einbauen. „Wir können ja Landwirte nicht wochenlang in Klimakammern setzen, sie unterschiedlichen Klimabedingungen aussetzen und dann messen, wie sie sich anpassen“, erklärt Prof. Berger.

Um zu untersuchen, wie Landwirte auf den Klimawandel reagieren, hat der Agrarökonom deshalb mit seinen Mitarbeitern anonymisierte Daten von 3.700 landwirtschaftlichen Betrieben aus Baden-Württemberg aufbereitet und damit sein Computermodell gefüttert. In dem Multi-Agentensystem, so die Fachbezeichnung für diese neue Generation von Simulationsmodellen, tummeln sich nun eine Vielzahl von virtuellen Landwirten, die in Computerexperimenten ebenso wie ihre echten Berufskollegen Entscheidungen über Produktion und Landnutzung treffen müssen.

Bei einem sogenannten Turing-Test legten die Forscher 27 Landwirten Kennzahlen von vier landwirtschaftlichen Betrieben aus einer Betriebsbefragung vor. „Zu jedem Betrieb gab es sechs mögliche Anbaupläne für das kommende Jahr. Nur einer stammte jeweils von einem praktischen Landwirt. Die anderen fünf hat unser Computermodell errechnet“, erklärt der Agrarökonom, der die virtuellen Landwirte programmiert hat. Bei keinem der vier Betriebe fanden mehr als zwei Tester heraus, welche der Anbaupläne tatsächlich menschengemacht waren.

Hintergrund: Forschergruppe Regionaler Klimawandel

Die 27 Landwirte, die an dem Turing-Test teilgenommen haben, kommen aus den Untersuchungsregionen Kraichgau und Schwäbische Alb, für die Prof. Berger seine virtuellen Landwirte entwickelt hat. Dort haben auch der Biogeophysiker Prof. Dr. Thilo Streck, der Meteorologe Prof. Dr. Volker Wulfmeyer mit weiteren Agrarwissen¬schaftlern aus Hohenheim Messstationen und Versuchsfelder angelegt.

Zusammen mit Prof. Berger bilden sie die Forschergruppe „Regionaler Klimawandel“ (FOR 1695). Sie hat sich zum Ziel gesetzt, neue Computermodelle zu entwickeln, die weltweit einsetzbar sind und dennoch lokal angepasst konkrete Handlungsoptionen ermitteln können. Denn der Klimawandel erfordert exakte Prognosen und Analysen für die Landwirtschaft in Deutschland und in besonders betroffenen Ländern wie Ghana und Äthiopien, in denen das Computermodell von Prof. Berger ebenfalls eingesetzt wird. Die Forschergruppe ist ein interdisziplinärer Verbund von 11 Wissenschaftlern an der Universität Hohenheim, dem Helmholtz-Zentrum München und der Justus-Liebig-Universität Gießen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Projekt für drei Jahre mit insgesamt 3,1 Mio. Euro.


Links:
Forschergruppe Regionaler Klimawandel: http://klimawandel.uni-hohenheim.de
Text: Hannes Weik / Florian Klebs

Kontakt für Medien:
Prof. Dr. Thomas Berger, Universität Hohenheim, Fachgebiet Ökonomik der Landnutzung in den Tropen und Subtropen, Tel.: 0711/459-24116, E-Mail: i490d@uni-hohenheim.de

Florian Klebs | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Kaskadennutzung auch bei Holz positiv
11.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Warum pflanzt man Bäume auf dem Acker?
29.11.2017 | Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik