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Drohnen im Einsatz für den Umwelt- und Klimaschutz

Aktualisiert: Mai 7

Aus der Vogelperspektive - Hilfe kommt von oben



Bereits ein Anstieg der Körperkerntemperatur um 2 °C führt dazu, dass wir ein leichtes Fieber verspüren. Ähnlich verhält es sich auch mit dem Ökosystem. So führt die vom Menschen verursachte übermäßige Treibhausgasemission seit Beginn der Industrialisierung zu einer zunehmenden Erwärmung der unteren Schichten der Erdatmosphäre (vgl. BMU Klimaschutz in Zahlen 2020, S.7). Die Folge davon sind häufig auftretende extreme Wetterschwankungen mit Dürreperioden, ein Anstieg des Meeresspiegels und ein zunehmender Verlust der Biodiversität (vgl. BMU Klimaschutz in Zahlen 2019). Vor diesem Hintergrund ist der Klimawandel ein sehr ernst zu nehmendes Drohszenario. Jedoch könnte der Umweltschutz durch Maßnahmen wie dem Umstieg auf erneuerbare Energien, dem Ausbau der Elektromobilität sowie dem Einsatz von neuen Technologien langfristig gefördert werden.


Zur Schaffung einer nachhaltigen Perspektive für die Umwelt, nehmen Drohnen besonders im Bereich Waldschutz und dem Schutz der Biodiversität, also der Vielfalt von Arten, Lebensräumen und Genen, eine zunehmend stärkere Rolle ein.




Drohnen im Kampf gegen Waldbrände


Wald- und Buschbrände, wie sie in Australien regelmäßig vorkommen, gehören eigentlich zu einem natürlichen Zyklus des Ökosystems. Bedenklich hierbei sind jedoch das Ausmaß und die zunehmende Häufigkeit ihres Auftretens. Durch den Klimawandel kommt es zu extremen Wetterschwankungen mit langanhaltenden Dürreperioden, die Wald- und Buschbrände begünstigen. Um eine Ausbreitung solcher Brände schneller einzudämmen, ist eine frühzeitige Erkennung notwendig. Hierbei können Drohnen bei der Früherkennung von Waldbränden weiterhelfen. Durch Sensoren, die an der Drohne angebracht werden, können größere Waldflächen schneller und kostengünstiger nach möglichen Brandquellen abgesucht werden. Bei einer drohenden Gefahr können Einsatzkräfte somit schneller und effizienter angefordert werden. Als Vorreiter hat Australien bereits unter dem Namen „Mission Fireshield“, in Zusammenarbeit mit der philanthropischen Minderoo Stiftung und der australischen Ministerin für Wissenschaft und Technologie, ein Pilotprojekt gestartet. Hierbei sollen Drohnen nicht nur zur Früherkennung von Waldbränden, sondern möglicherweise auch zum Löschen solcher Brände eingesetzt werden.



Die Buschbrände 2019/2020 in Australien hatten verheerende Auswirkungen auf die Natur




Drohnen zum Schutz der Biodiversität


Die Biodiversität ist eng mit dem Klima verbunden, sie beeinflussen sich natürlicherweise gegenseitig. Der gegenwärtige und stetig voranschreitende Klimawandel stellt eine der größten Bedrohungen für die Vielfalt des Lebens auf der Erde dar. Somit sind auch die menschliche Gesellschaft und ihre natürlichen Grundlagen in zunehmendem Maße durch den Klimawandel bedroht. Ökosysteme intakt zu halten oder zu renaturieren, die durch Kohlenstoffspeicherung und -aufnahme das Klima schützen, ist daher die zentrale Aufgabe des Naturschutzes.


Um dem globalen Ungleichgewicht entgegen zu wirken, ist es vor allem wichtig zu wissen, wie der aktuelle Stand der Tier- und Baumbestände ist. Somit können bestehende Ressourcen effizient in den Bereichen eingesetzt werden, die akut betroffen sind. Auch hier erleichtern Drohnen die Datenerhebung um ein Vielfaches.


So lassen sich beispielsweise aus der Luft Objekte erkennen und lokalisieren. Das deutsche Technologieunternehmen Emqopter bietet dafür im Rahmen seines Quadrotor Control Systems eine umfangreiche Entwicklungsplattform mit Beispielimplementierungen an, die beliebig je nach Anwendungsszenario adaptiert und weiterentwickelt werden können. Zahlreiche Hochschulen setzen das System daher in der Lehre und Forschung ein. So hat etwa die Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS) im Rahmen eines Projektes Baumbestände im Raum Würzburg erkannt und lokalisiert. Aber auch andere Szenarien, wie beispielsweise das Erkennen und Mappen von Rehkitzen vor der Ernte eines Feldes lassen sich so realisieren.


Aufnahme aus dem Projekt "Tree Localization and Monitoring on Autonomous Drones employing Deep Learning" der FHWS



Neben der schnelleren und effizienteren Datenerhebung, bieten Drohnen auch die Möglichkeit der schnelleren und kostengünstigeren Aufforstung von Wäldern. Durch die Abholzung von Wäldern wird zunehmend die Entstehung von Monokulturen gefördert. Reine Kiefernwälder brennen beispielsweise schneller, da diese Art von Bäumen mehr ätherische Öle und Harze enthalten. Drohnen können hier eingesetzt werden, um Saatgut auf größeren Flächen schneller zu verteilen. So werden nach den folgenschweren Wald- und Buschbränden 2019/2020 in Australien, derzeit Spezial-Drohnen vom WWF (World Wide Fund For Nature) getestet, die Samen von Eukalyptusbäumen über abgelegene Gebiete verstreuen, um so die verbrannte Buschlandschaft wiederzubeleben.




Drohnen für eine nachhaltige Landwirtschaft


Eine vom Bauernverband in Auftrag gegebene Umfrage des Digitalverbands Bitkom aus dem Jahr 2018 hat ergeben, dass bereits knapp jeder zehnte Landwirt in Deutschland Drohnen für seine Arbeit einsetzt. Auf dem Feld bedeutet die Perspektive aus der Luft vor allem Effizienz und Nachhaltigkeit. So können GPS-gesteuerte Drohnen z.B. dabei helfen, ein exaktes Bild vom Zustand der Pflanzenbestände und Böden zu übermitteln – mehrere Hektar Land werden in nur wenigen Minuten überflogen. Aus den gewonnen Informationen lässt sich dann u.a. ermitteln ob mehr Wasser oder Düngemittel benötigt werden, auch der Reifegrad lässt sich so bestimmen. Nach dem Überflug der Drohne werden die gesammelten Daten in digitalen Karten verrechnet, diese dienen wiederum als Bemessungsgrundlage für die exakt benötigte Menge an Dünger, Wasser und Pflanzenschutzmittel. So kann einem zu hohen Ressourcenverbrauch entgegengewirkt werden und auch die Belastung der Böden durch die Ausbringung von Pflanzenmitteln wird reduziert.



Drohnen als Unterstützung in der Landwirtschaft (Abb. Lieferdrohne Emqopter)



Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von Drohnen zum Schutz der Umwelt sind in der breiten Gesellschaft nur wenig bekannt. Dabei liegen die Vorteile von unbemannten Fluggeräten gegenüber anderen Technologien klar auf der Hand: Im Vergleich zum Auto ist für die Nutzung kein fossiler Brennstoff notwendig, auch der Bedarf an Infrastruktur und der damit einhergehenden Versiegelung der Böden für das Straßennetz, ist weitaus geringer. Stattdessen werden Drohnen häufig mit militärischen Missionen in Verbindung gebracht. Dies hat vor allem auch den Hintergrund, dass sie ihren Ursprung im Militär haben. Allerdings muss man sich dabei fragen, ob es die Technologie selbst die Gefahr darstellt oder die Person, die sie einsetzt.



Um unsere Umwelt effektiver zu schützen und unser Ökosystem langfristig im Gleichgewicht zu halten, ist neben einer grundlegenden Umstrukturierung unseres Konsumverhaltens und unserer Lebensweise auch der Einsatz von modernen Technologien notwendig.



Quellenangaben:

https://ec.europa.eu/eurostat/de/web/climate-change :

https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima

https://www.wwf.de/themen-projekte/waelder/waldbraende-weltweit

https://www.bmu.de/fileadmin/Daten_BMU/Pools/Broschueren/klimaschutz_zahlen_2019_broschuere_bf.pdf

https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/bundesregierung-klimapolitik-1637146

https://www.europarl.europa.eu/news/de/headlines/society/20200519STO79424/bedrohte-arten-in-europa-zahlen-und-fakten-infografik

https://www.tagesschau.de/ausland/australien-waldbrand-drohnen-101.html

https://www.wn.de/Welt/Vermischtes/4274045-Einsatz-von-Drohnen-Australien-will-Buschbraende-mit-Hightech-bekaempfen

https://www.minderoo.org/fire-and-flood-resilience/fire-shield/

https://www.landwirtschaft.de/landwirtschaft-verstehen/wie-funktioniert-landwirtschaft-heute/wofuer-braucht-man-drohnen-in-der-landwirtschaft

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