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Künstliche Intelligenz

Satellitendaten: DLR weist hohe Hitzebelastung in deutschen Großstädten nach


Die erste größere Hitzewelle im August ist hierzulande zwar gebrochen, doch städtebauliche Maßnahmen zum Anpassen an den Klimawandel dürften weiter gefragt sein. In einer Analyse hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) dafür erstmals systematisch die Verteilung der Oberflächentemperaturen in allen deutschen Großstädten mit über 100.000 Einwohnern untersucht. Die Ergebnisse bestätigen, dass stark versiegelte und dicht bebaute Stadtbereiche besonders unter Hitze leiden.

Die Studie macht die geografische Lage und Struktur der Hitzebelastung in mehr als 70 Städten wie Berlin, München, Frankfurt, Stuttgart, Köln und Hamburg räumlich nachvollziehbar. Basis dafür sind thermale Aufnahmen der US-amerikanischen Landsat-Satelliten, die eine fundierte, datenbasierte Grundlage für gezielte Maßnahmen gegen die Hitze in Ballungsräumen schaffen sollen.

Die DLR-Wissenschaftler untersuchten die durchschnittlichen Oberflächentemperaturen der Sommermonate Juni, Juli und August von 2013 bis 2024. Obwohl Oberflächen- und Lufttemperatur nicht identisch sind, stehen sie in direktem Zusammenhang, was die Identifizierung von Hitzeinseln ermöglicht. Diese Daten haben die Experten mit verschiedenen Variablen wie Stadtgröße, Lage und Strukturtypen – etwa Einfamilienhausgebiet oder Blockbebauung – in Beziehung gesetzt.

Um die Temperaturverteilung noch genauer zu simulieren, kombinierten die Forscher Erdbeobachtungsdaten mit Stadtklimamodellen. Dadurch konnten sie die Hitzeverteilung bis auf einen Meter genau erfassen und wichtige Faktoren wie die Beschattung einzelner Bereiche präzise simulieren. So konnten sie herausfinden, wo der Hitzestress am höchsten ist.

„Aus der Fernerkundung haben wir mittlerweile umfangreiche Daten, um räumliche Hitze-Hotspots zu identifizieren, zu quantifizieren und zu überwachen“, erläutert Thilo Erbertseder, DLR-Forscher für Stadtklima und Gesundheit. „Dieses Wissen kann eingesetzt werden, um die Hitzebetroffenheit der Stadtbevölkerung zu reduzieren.“ Dabei sei zu beachten, dass die gefühlte Hitzebelastung für den Menschen auch von Faktoren wie Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Strahlung abhänge.

Die Analyse bestätigt, dass Strukturen mit geringer Bebauungsdichte und hohem Grünanteil deutlich niedrigere Temperaturdifferenzen zum Umland aufweisen als dicht bebaute Gebiete. Grüne und blaue Infrastruktur (Vegetation und Wasserflächen) haben einen signifikanten Kühleffekt und werden daher bereits als Anpassungsmaßnahme genutzt, um die städtischen Temperaturen zu senken.

Hannes Taubenböck vom Earth Observation Center (EOC) des DLR betont, dass es in jeder Stadt Nutzungskonflikte zwischen Initiativen zum Anpassen an den Klimawandel und dem Bedarf an Wohnraum und Verkehrsinfrastruktur gebe. Die Forscher wollten daher Wissen liefern, „um gesellschaftliche und politische Entscheidungen dazu bewusster treffen zu können“. Mögliche Initiativen, die auf dieser Datenbasis umgesetzt werden könnten, umfassten die gezielte Information der Bevölkerung bei Hitzewellen, die Bereitstellung kühler Räume, hitzeschutzorientierte Sanierungen und langfristige städteplanerische Eingriffe. Das EOC hat mithilfe von Landsat-Daten auch bereits großflächige Verluste des Baumbestands hierzulande sichtbar gemacht: Von Januar 2018 bis April 2021 geriet demnach auf über 500.000 Hektar Fläche Grünvegetation in Mitleidenschaft. Als Auslöser gelten vor allem starke Hitze- und Dürreperioden, die wiederum Schadinsekten beflügelten.

In künftigen Arbeiten will das DLR die Wirksamkeit verschiedener Abhilfeinstrumente untersuchen und Stadtklimamodelle mit Fernerkundungsdaten verknüpfen, um mögliche Szenarien zu bewerten. Die diesmal herangezogenen Landsat-Erdtrabanten überfliegen Deutschland jeweils am späten Vormittag oder gegen Mittag und erfassen dabei die Temperaturen der Oberflächen, also etwa an Baumkronen in Wäldern oder über Wassergebieten.

Aus diesen Daten berechnete das Team anschließend die Durchschnittstemperaturen der Sommermonate. Die flächendeckende Messung per Fernerkundung löst den Forschern zufolge das Problem, dass Lufttemperaturmessungen in Städten oft nicht ausreichend verfügbar sind, um lokale Hotspots zu identifizieren und gezielte Planungen zu ermöglichen.

„Informationen aus dem Weltraum sind grundlegend für ein noch besseres Verständnis von Prozessen wie den klimatischen Entwicklungen in Städten und Ballungsräumen“, ist sich die DLR-Vorstandsvorsitzende Anke Kaysser-Pyzalla sicher. Durch die im DLR entwickelten Verfahren und Methoden zur Be- und Verarbeitung von Satellitendaten könne das Institut verlässliche Informationen und Anwendungen für ein breites Spektrum an Handlungsempfehlungen bereitstellen.


(des)



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Dank KI: Komplette Milchstraße inklusive ihrer 100 Milliarden Sterne simuliert


Einem internationalen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, die Milchstraße bis hinunter zu ihren etwa 100 Milliarden Sternen komplett zu simulieren, und zwar für einen Zeitraum von 10.000 Jahren. Das hat das japanische Forschungsinstitut Riken mitgeteilt, das die Arbeit geleitet hat. Demnach umfasst die Simulation nicht nur 100-mal so viele Sterne wie die bisher leistungsfähigsten Vorgänger, sie wurde auch 100-mal schneller fertiggestellt. Ermöglicht wurde das demnach durch die Einbeziehung von KI-Algorithmen. Das Vorgehen sei jetzt nicht nur für die Astrophysik von großem Wert, es könne auch bei der Erforschung des Klimawandels und von Wettermustern helfen, ergänzt die Forschungsgruppe.

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Wie die Forscherinnen und Forscher ausführen, konnten mit den bisher besten Simulationen nur maximal eine Milliarde Sterne modelliert werden, Berechnungen zur Milchstraße hatten also als kleinste Einheit immer nur Haufen aus 100 Sternen. Was individuellen Sternen passiert, wurde herausgerechnet. Das war aber vor allem problematisch, weil ein explodierender Einzelstern als Supernova weit über seine direkte Umgebung hinaus Einfluss nehmen kann. Gleichzeitig hätte es 36 Jahre gedauert, wenn man eine Million Jahre in der Entwicklung der Milchstraße mit der jetzt erreichten Detailgenauigkeit hätte simulieren wollen. Mit der jetzt entwickelten Methode würde das lediglich 115 Tage dauern.

Für die verbesserte Simulation hat das Team unter anderem ein KI-Modell mit hochaufgelösten Modellen von Sternenexplosionen trainiert, aus denen die Ausbreitung des ausgestoßenen Gases über 100.000 Jahre abgeleitet werden konnte. In der Folge müssen bei der Simulation der ganzen Galaxie keine Ressourcen mehr für diese Prozesse abgezweigt werden, schreibt das Team. Damit könnten gleichzeitig Dynamiken in der gesamten Galaxie simuliert und enger begrenzte Phänomene wie die Supernovae einbezogen werden. Zur Verifizierung hat das Team die Ausgabedaten mit denen etablierter Simulationen von Supercomputern abgeglichen.

Die Verantwortlichen geben sich überzeugt, dass ihre Herangehensweise auch in anderen rechenintensiven Wissenschaftszweigen eine große Hilfe darstellen kann. Sie verweisen auf Simulationen des Wetters, von Ozeanen und des Klimas insgesamt. In allen müssten eng begrenzte Prozesse mit systemweiten in Verbindung gebracht werden. Zudem zeige ihre Arbeit einmal mehr, dass durch KI beschleunigte Simulationen ein echtes wissenschaftliches Werkzeug sein können. Im konkreten Fall könnten sie uns beispielsweise aufzeigen, wie jene Stoffe in der Milchstraße entstanden sind, aus denen sich schließlich das Leben auf der Erde entwickelt hat. Die Forschungsarbeit dazu wurde zur Supercomputing-Konferenz SC 25 vorgestellt und ist öffentlich einsehbar.


(mho)



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Vergleich: Die 44 interessantesten Monoblock-Wärmepumpen mit R290 zur Sanierung


Die Luft-Wasser-Wärmepumpe (LLWP) eignet sich für alle Neubauten und die große Mehrheit der Bestandsgebäude als ökonomischer Wärmeerzeuger. Da eine Wärmepumpe alles in allem keine allzu komplexe Technik ist, gibt es mittlerweile sehr viele Modelle auf dem deutschen Markt. Hier den Durchblick zu behalten, ist schwer. Deswegen schauen wir uns 45 LLWP-Monoblock-Anlagen mit Propan (R290) als Kältemittel im Bereich 12 +-1 kW Nenn-Heizlast an und vergleichen deren Eigenschaften.

Die Eingrenzung auf rund 12 kW zielt auf typische Heizlasten von mittleren Wohn-Bestandsgebäuden ab, bei denen der Heizungstausch ansteht, umfassende Dämm-Maßnahmen jedoch nicht lohnen. Die Monoblock-Bauweise hat sich weitgehend durchgesetzt, weil sie wesentlich einfacher zu installieren ist – ein wichtiger Faktor im extremen Personalmangel bei Heizungsbauern. Propan (R290) hat sich als Kältemittel ebenfalls in den neuesten Gerätegenerationen weitgehend durchgesetzt, weil es kaum Nachteile hat, solche Kältemittel mit geringem Treibhauseffekt jedoch ohnehin bald vorgeschrieben sein werden in der EU. Deshalb haben mittlerweile praktisch alle Hersteller mindestens eine R290-Modellreihe am Start.

  • Es gibt am deutschen Markt eine Flut sanierungs-tauglicher Wärmepumpenheizungen.
  • Man kann sich da nicht einfach eines aussuchen, aber die Technikübersicht hilft, Fachbetriebs-Angebote zu bewerten.
  • Die größten Preisunterschiede liegen in Ausstattung, Effizienz und leisem Betrieb.

Der Artikel gruppiert die Hersteller nach Herstellungsregion und deren jeweiligen Eigenschaften, Vor- und Nachteilen. Er stellt diese Ausprägungen typischen Bedürfnissen von Hausbesitzern an ihre Heizung gegenüber, aber auch Schlingpflanzen aus dem EU-Vorschriftendschungel. Das Kernstück bildet eine Tabelle mit 44 Geräten und genormten Effizienzbereichen. Damit Sie möglichst viel davon verwerten können, reichen wir eine ausführliche Erklärung zu jedem Parameter.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Vergleich: Die 44 interessantesten Monoblock-Wärmepumpen mit R290 zur Sanierung“.
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Samsung erhöht RAM-Preise um bis zu 60 Prozent


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It was translated with technical assistance and editorially reviewed before publication.

Der KI-Boom lässt unter anderem den Preis für bestimmte Speicherchips von Samsung, dem weltweit größten Hersteller von Speicherchips, steigen. Das berichtet die Nachrichtenagentur Reuters und beruft sich dabei auf zwei mit den Preiserhöhungen vertraute Personen. Einige Riegelpreise hätten sich um bis zu 60 Prozent im Vergleich zum September erhöht. Das hat potenziell auch Auswirkungen auf die Preise weiterer Produktkategorien wie Notebooks und Smartphones.

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Laut dem Bericht folgt die Preiserhöhung auf eine Entscheidung Samsungs, die offizielle Bekanntgabe der Preise für Lieferverträge im Oktober zu verschieben, wobei Preisdetails normalerweise monatlich bekannt gegeben werden. Die steigenden Preise für die DDR5-Speicherchips, die hauptsächlich in Servern verbaut werden, dürften den Druck auf große Unternehmen, die Dateninfrastrukturen aufbauen, weiter erhöhen, meint Reuters.

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Viele der größten Serverhersteller und Rechenzentrumsbetreiber „akzeptieren mittlerweile, dass sie bei weitem nicht genug Produkte bekommen werden. Die Preisaufschläge sind extrem“, sagte Tobey Gonnerman, Präsident des Halbleitervertriebs Fusion Worldwide, gegenüber Reuters. Die Vertragspreise von Samsung für 32-GByte-DDR5-Speichermodule stiegen Gonnerman zufolge im November auf 239 US-Dollar, gegenüber 149 US-Dollar im September.

Zudem hob Samsung auch die Preise für 16-GByte- und 128-GByte-DDR5-Chips um etwa 50 Prozent auf 135 Dollar respektive 1194 Dollar an. Die Preise für 64-GByte- und 96-GByte-DDR5-Chips sind um mehr als 30 Prozent gestiegen, heißt es weiter.

Glaubt man den Aussagen der TrendForce-Analystin Ellie Wang, könnte Samsung die vierteljährlichen Vertragspreise im Zeitraum Oktober bis Dezember um 40 bis 50 Prozent erhöhen, was über dem für die gesamte Branche erwarteten Durchschnitt von 30 Prozent liegen würde. „Sie sind wirklich zuversichtlich, dass die Preise steigen werden. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Nachfrage derzeit sehr stark ist und alle an langfristigen Vereinbarungen mit den Lieferanten arbeiten“, sagte sie Reuters. Diese Vereinbarungen würden Wang zufolge entweder für 2026 oder für 2026 und 2027 zusammen gelten.

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Berichte über Preiserhöhungen für Speicherriegel kursieren schon eine Weile: Erst vergangene Woche hieß es, dass die Hersteller Samsung, SK Hynix und Micron ihre RAM-Preise anheben und ihre Fertigungslinien wegen der hohen Nachfrage nach LPDDR5X- und HBM3/HBM4-Speicher umstellen würden.

Dabei soll nicht nur der KI-Boom die Speicherpreise in die Höhe schießen lassen. Auch das Support-Ende von Windows 10 würde die Nachfrage nach gewöhnlichem DDR5-SDRAM für Desktop-PCs und Mini-PCs sowie nach LPDDR5X für flache Notebooks erhöhen. Ebenso bei Smartphones dürfte der Speicherpreis zu höheren Gesamtkosten führen, wie Ende Oktober bereits von Xiaomi zu lesen war: Die Kosten für Speicherchips seien deutlich stärker gestiegen als erwartet, und das könnte sich noch verschärfen. Der Kostendruck habe sich auch auf die Preisgestaltung der eigenen Produkte übertragen, schrieb Xiaomi-Präsident Lu Weibing auf der chinesischen Microblogging-Seite Weibo. Bei Smartphones anderer Hersteller wird sich das voraussichtlich ähnlich äußern.


(afl)



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