Entsteht ein digitaler Zwilling der Ostsee, ein in Europa einzigartiges Modell für Schifffahrt und Energie

Polnische Wissenschaftler und Informatiker haben mit der Umsetzung eines ehrgeizigen, europaweit wegweisenden Projekts zum Aufbau eines digitalen Zwillings der Ostsee begonnen. Die Initiative besteht darin, in einer Rechencloud eine virtuelle, dynamische Repräsentation des gesamten Gewässers zu schaffen, die physikalische, chemische und biologische Prozesse in Echtzeit simuliert. Das Modell soll mit Daten aus einem weitläufigen Netzwerk von Sensoren auf Bojen, erdbeobachtenden Satelliten und Systemen zur automatischen Schiffsidentifikation (AIS) gespeist werden. Digitale Zwillinge, also virtuelle Kopien physischer Objekte oder Prozesse, entwickeln sich seit Beginn des 21. Jahrhunderts und finden vor allem in der Industrie Anwendung, z.B. zur Simulation von Maschinenabläufen. Ihre Anpassung zur Modellierung ganzer, komplexer mariner Ökosysteme ist eine neue und komplizierte ingenieurwissenschaftliche Herausforderung, die die Integration riesiger, heterogener Datensätze und enormer Rechenleistung in der Cloud erfordert. Das Hauptziel des Projekts ist die Unterstützung einer sicheren und effizienten Schifffahrt. Das Modell soll präzise, lokalisierte Vorhersagen von Wetterbedingungen, Meeresströmungen und Eisphänomenen liefern. Dies kann die Routenplanung von Schiffen erheblich verbessern, den Kraftstoffverbrauch optimieren und Unfälle verhindern. Der zweite zentrale Anwendungsbereich ist die sich dynamisch entwickelnde Offshore-Windenergie in der Ostsee. Der digitale Zwilling soll Investoren und Betreibern dabei helfen, Windparks optimal zu lokalisieren, ihre Leistung auf Basis der Windverhältnisse vorherzusagen sowie Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten zu planen, was Ausfallzeiten und Kosten minimiert. Das Werkzeug dient auch der fortgeschrittenen, kontinuierlichen Überwachung des marinen Umweltzustands. Es wird in Echtzeit die Ausbreitung von Verschmutzungen, einschließlich potenzieller Ölunfälle, die Entwicklung giftiger Blaualgenblüten sowie Veränderungen von Wasserparametern wie Temperatur, Salzgehalt und Sauerstoffkonzentration verfolgen, die mit Eutrophierung und Klimaerwärmung zusammenhängen. „Chcemy stworzyć żywy, oddychający model Bałtyku, który nie tylko pokaże nam, co dzieje się teraz, ale także pozwoli przewidywać, co może się zdarzyć w przyszłości pod wpływem różnych czynników.” — Projektleiter am Institut für Ozeanologie der Polnischen Akademie der Wissenschaften Es soll ein Instrument sein, das sowohl das Krisenmanagement als auch eine langfristige, datenbasierte Politik zum Schutz dieses empfindlichen, halbgeschlossenen Meeres unterstützt. Das Projekt wird von einem Konsortium polnischer Forschungseinrichtungen umgesetzt, zu dem führende Meeresinstitute wie das Institut für Ozeanologie der Polnischen Akademie der Wissenschaften sowie Zentren gehören, die sich auf fortschrittliche Datenverarbeitung, numerische Modellierung und Cloud-Technologien spezialisiert haben. Die Finanzmittel stammen aus nationalen Forschungsprogrammen und EU-Fonds, darunter wahrscheinlich aus dem Programm Horizont Europa. Die Arbeiten werden mehrere Jahre dauern, und erste operative Funktionen, die sich an ausgewählte Testnutzergruppen wie hydrografische Dienste oder Windparkbetreiber richten, sollen innerhalb der nächsten zwei Jahre verfügbar sein. Der Erfolg der Initiative hängt von der reibungslosen Integration verschiedener, oft verteilter Datenströme, der Entwicklung fortschrittlicher KI- und Machine-Learning-Algorithmen zu ihrer Analyse sowie der Bereitstellung angemessener, skalierbarer Rechenleistung in der Cloud ab. Die Entstehung des digitalen Zwillings der Ostsee stellt einen wichtigen Schritt in Richtung Digitalisierung der Meereswirtschaft dar und fügt sich in den breiteren globalen Trend der Schaffung von Ocean Digital Twin.