13.02.2023

KI-Prognose: Zwei-Grad-Ziel könnte Mitte des Jahrhunderts überschritten werden

Eine Erderhitzung von zwei Grad könnte bereits Mitte des Jahrhunderts erreicht werden. Das zeigt eine aktuelle Studie, die mithilfe künstlicher Intelligenz erstellt wurde. Die Möglichkeit, die Durchschnittstemperatur unter zwei Grad zu halten, bestehe aber weiterhin, wenn Treibhausgase rasch gesenkt werden.
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Zwei-Grad-Ziel
(c): Adobe Stock

Menschen lagen sich in den Armen und Aufbruchstimmung in der Luft. Es herrschte tosender Applaus in den Hallen der Pariser Klimakonferenz, als ein Kompromiss mit historischer Bedeutung erreicht wurde: Im Jahr 2015 haben sich 194 Staaten und die EU das gemeinsame Ziel gesetzt, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf 1,5 Grad bzw. deutlich unter zwei Grad Celsius zu begrenzen.

Heute liegt die durchschnittliche Erderhitzung im Vergleich zum vorindustriellen Niveau (1850-1900) bei rund 1,1 Grad Celsius. Wissenschafter:innen kamen erst kürzlich zu dem Schluss, dass das 1,5 Grad Ziel nicht mehr plausibel sei, da der dafür notwendige gesellschaftliche Wandel zu langsam voranschreite. Wie schnell wir das 1,5 bzw. Zwei-Grad-Ziel erreichen, hat hohe Relevanz. Klimarisiken, die mit diesem Schwellenwert einhergehen, wirken sich nicht nur auf unsere Gesundheit, sondern auch auf das Wirtschaftswachstum, Ernteerträge oder das Auftreten von Extremwetterereignissen aus.

Künstliche Intelligenz prognostiziert Erderhitzung

Die Nutzung von künstlicher Intelligenz bei Klimaprognosen war bisher nicht üblich. Wissenschaftler:innen haben nun mit Hilfe künstlicher Intelligenz ermittelt, wann das Zwei-Grad-Ziel überschritten werden könnte. Die im „PNAS Journal“ veröffentlichte Studie zeigt, dass der Planet bereits Mitte des Jahrhunderts um durchschnittlich zwei Grad Celsius heißer sein könnte. Die Wahrscheinlichkeit dafür liege bei 50 Prozent. Dabei gilt: Je mehr Treibhausgase wir bis dahin ausstoßen, desto schneller erreichen wir diese Schwelle mit globaler Bedeutung.

Die Studie bestätigt, dass wir bereits kurz davor stehen, das 1,5 Grad Ziel zu verfehlen. Die Autor:innen betonen aber auch: Die globale Durchschnittstemperatur könne noch unter zwei Grad Celsius gehalten werden, wenn die Treibhausgasemissionen rasch gesenkt werden.

Maschinelles lernen kann mit bisherigen Klimamodellen mithalten

Um die Frage zu beantworten, wie viel Zeit bleibt, bis wir die kritische Schwelle der Klimaerhitzung überschritten haben, nutzten die Autor:innen für ihre Analyse eine Kombination aus globalen Klimamodellen, maschinellem Lernen und historischen Klimabeobachtungen. Dabei wurden bisherige Temperaturabweichungen als Input für künstliche neuronale Netze (KNN) verwendet, die die Funktionsweise von Neuronen im menschlichen Gehirn nachbilden.

Die beiden Wissenschafter:innen haben die KI zu Beginn prognostizieren lassen, wann die derzeitige durchschnittliche globale Erhitzung von rund 1,1 Grad Celsius eintreten würde. Die KI, die Klimadaten aus den Jahren 1980 bis 2021 nutzte, prognostizierte dafür das Jahr 2022. Damit stimmt die Prognose mit der derzeitigen Entwicklung überein, was auf korrekte Ergebnisse schließen lässt.

Die Methode unterscheidet sich von bisher verwendeten Klimamodellen, da diese mittels Extrapolation erstellt wurden. Es wurden also Klimadaten verwendet, um aus einem bekannten Zustand Rückschlüsse auf zukünftige Entwicklungen zu schließen. Neuronale Netze hingegen sind in der Lage, Zusammenhänge in großen Datensätzen zu erkennen. Laut den an der Studie beteiligten Wissenschafter:innen unterscheidet sich die KI-Prognose von bisherigen Klimamodellen auch, weil beispielsweise Unsicherheiten direkt in die Prognose mit einbezogen werden können. Allerdings hängen die Ergebnisse davon ab, mit welchen Daten die KI trainiert wurde.

Das Leben in einer zwei Grad wärmeren Welt

Schon heute zeigen sich die Auswirkungen der Klimakrise auf dem ganzen Planeten. Manche Menschen und Regionen sind davon stärker betroffen als andere. So nimmt der Temperaturanstieg beispielsweise auf Kontinenten am stärksten zu, während sich die Ozeane langsamer erhitzen. In Österreich wurde der Schwellenwert von 1,5 Grad bereits überschritten. Hierzulande liegt die Zunahme der mittleren jährlichen Lufttemperatur bereits bei rund zwei Grad Celsius, im Vergleich zum vorindustriellen Niveau.

Würden wir das Zwei-Grad-Ziel global überschreiten, wäre diese Welt eine andere. Das zeigt ein Bericht des Weltklimarates aus dem Jahr 2018: Bei einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur von 1,5 Grad ist beispielsweise jeder zehnte Mensch von extremer Hitze betroffen. Bei zwei Grad Temperatur-Erhitzung ist es jeder vierte Mensch. Ein Anstieg von 1,5 Grad bedeutet alle 100 Jahre einen eisfreien Sommer in der Arktis. Bei zwei Grad tritt dieses Ereignis bereits alle zehn Jahre ein.

Gegenüber dem “Guardian” erklärte der an der Studie beteiligte Wissenschaftler Noah Diffenbaugh von der Stanford University, dass die Ergebnisse nicht als Zeichen des Versagens gewertet werden sollten. Stattdessen soll die Prognose motivieren. Denn es bleibe noch Zeit, das Überschreiten des Zwei-Grad-Ziels zu verhindern.

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Digitale Exporte
(c) Viktor Stojkoski, Philipp Koch, Eva Coll, & César A. Hidalgo

“Die Entwicklung von Österreichs Exportwirtschaft ist eine Erfolgsstory, die ihresgleichen sucht” – so lautet der erste Satz im aktuellen Bericht “Österreichische Exportwirtschaft 2024/2025” der Wirtschaftskammer-Unterorganisation Außenwirtschaft Austria. Mit 201 Milliarden Euro Gesamtvolumen wurde 2023 ein neuer Rekord erzielt. Bei den Pro-Kopf-Exporten der Waren liegt Österreich auf Platz 8 in der Weltrangliste, innerhalb der EU sogar auf Platz 6.

EU weit hinter USA und China bei digitalen Exporten

Es besteht also kein Zweifel an der Stärke von Österreichs Exportwirtschaft. Doch die Sache hat einen Haken. Das legt eine diese Woche in “Nature Communications” publizierte Studie nahe, die von einem Forscher:innen-Team rund um EcoAustria Researcher Philipp Koch erstellt wurde. Die Kernaussage: Bei digitalen Exporten liegt die EU weit hinter den USA und China. Doch dieses Segment wächst schneller als der klassische Waren-Exportsektor.

Konkret übertrafen die digitalen Exporte der USA im Jahr 2021 laut Studie jene der EU-27 um mehr als das Zehnfache. 672 Milliarden US-Dollar stehen 48 Milliarden US-Dollar gegenüber. Auch China hat die EU-27 im selben Zeitraum um mehr als das Doppelte übertroffen (107 Mrd. US-Dollar). Forscher Philipp Koch nennt weitere Zahlen: “Österreich exportierte im Jahr 2021 weniger als 290 Millionen US-Dollar an digitalen Produkten. Das entspricht lediglich rund 1,1 Prozent der gesamten österreichischen Waren- und Dienstleistungsexporte”. Global betrachtet zeichnete im Jahr 2021 der digitale Handel mit knapp einer Billion US-Dollar für rund 3,5 Prozent des insgesamten Welthandels verantwortlich.

Digitale Exporte USA EU China
(c) Viktor Stojkoski, Philipp Koch, Eva Coll, & César A. Hidalgo 

Ökonomische und ökologische Vorteile

Die digitalen Exporte hätten jedoch sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile, führen die Studien-Autor:innen aus: “Länder, die Wirtschaftswachstum von Treibhausgasemissionen entkoppelt haben, tendieren zu höheren digitalen Exporten, was darauf hindeutet, dass der digitale Handel nachhaltigere Formen der wirtschaftlichen Entwicklung unterstützen kann.” Zudem seien digitale Produkte tendenziell von höherer wirtschaftlicher Komplexität als physische Produkte, was darauf hindeute, dass digitale Produkt-Exporte wertvolle Beiträge zur Weiterentwicklung einer Wirtschaft leisten.

Koch kommentiert: “Insgesamt sind gesteigerte digitale Exporte ein Schlüsselelement für das langfristige wirtschaftliche Wohlergehen von Österreich und Europa im globalen Markt. Die Ergebnisse unserer Studie unterstreichen einmal mehr die Notwendigkeit für Europa, den digitalen Sektor zu stärken und in digitale Infrastruktur zu investieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben”.

Tochterunternehmen erschweren Datenerfassung

Belastbare Daten zu den digitalen Exporten zu bekommen, gestaltete sich für die Studienautor:innen übrigens gar nicht so einfach. “Wenn jemand in Österreich beispielsweise ein Videostreaming-Abonnement des US-amerikanischen Anbieters Netflix kauft, ist dies eine internationale Handelstransaktion. Da Technologieunternehmen allerdings häufig lokale Tochtergesellschaften besitzen, die ihre Auslandstransaktionen verschleiern [Anm. siehe Vergleich in der Grafik], und der Handel von Dienstleistungen nicht sehr granular erfasst wird, gestaltete sich die Erfassung des internationalen Handels mit digitalen Produkten bislang schwierig”, heißt es von ihnen.

Durch den Einsatz von Machine Learning kombiniert mit Umsatzstatistiken von mehr als 15.000 Unternehmen sei es aber gelungen, bilaterale Handelsschätzungen für 31 Sektoren, 189 Länder und alle Jahre von 2016 bis 2021 zu erstellen.

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