Modeling, Foresight and Risk Assessment Capacity

Die Nachhaltigkeitsforschung benötigt relevante Daten sowie leistungsstarke Modell- und Prognoseansätze. Erforderlich sind hierbei themenübergreifende methodische Innovationen bei der Modellierung auf und über verschiedene Skalenebenen (Upscaling und Downscaling) unter Verwendung neuer Datentypen und großer Datenmengen.

Zu den in diesem Zusammenhang betrachteten Forschungsbereichen gehören:

• Überwachung und Modellierung terrestrischer und aquatischer Erdsystemkomponenten und deren Änderung: Zentrale Aspekte dieses Unterthemas sind der globale Wandel und die Forschung zu innovativer Klimamodellierung für eine nachhaltige Entwicklung, einschließlich Kohlenstoff- und Wasserkreisläufen, aber auch die Modellierung von Landnutzungsänderungen und Biodiversität. Wichtige Forschungsfragen konzentrieren sich auf die irreversiblen Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Geosphäre („Anthropozän") unter Einbezug der Geowissenschaften, Regionalwissenschaften, Entwicklungsforschung sowie der Wirtschaftswissenschaften. Integrierte Monitoringsysteme müssen umfassende Informationen über die Nutzbarkeit/Verfügbarkeit erneuerbarer Energien (Wind, Sonnenstrahlung, Erdwärme), das regionale Klima, Wasserressourcen und Nährstoffe (Grundwasser, Oberflächenwasser, Bodengesundheit) für die Ernährungs- und Wasserwirtschaft auf kontinentaler Ebene bereitstellen. Gefahren, Risiken und Unsicherheiten werden dabei – auch unter Nutzung verfügbarer und zukünftiger Hochleistungsrechnersysteme – mit einbezogen. Dazu gehört nicht zuletzt auch das Verständnis und die Modellierung indirekter und direkter Auswirkungen der wirtschaftlichen, industriellen und landwirtschaftlichen Entwicklung auf die Gesundheit, um nachhaltige Lösungen für Gesundheitsrisiken zu entwickeln.

• Kombination der Modellierung von akteur-spezifischen Handlungsoptionen mit biophysikalischer Modellierung: Hier geht es um die Modellierung der aktuellen und zukünftigen Nutzung natürlicher Ressourcen, der landwirtschaftlichen Produktion sowie der Prozesstechnologien für biobasierte Materialien, unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen und politischen Ziele und Entscheidungen relevanter Akteure. In Kombination mit der Modellierung bio-physikalischer und -technologischer Aspekte können die Auswirkungen von regulatorischen Eingriffen in Systeme mit endogenem Akteursverhalten beurteilt werden. Dazu gehört auch dynamische, szenarienbasierte Modellierung, um Unsicherheit, Volatilität und aufkommende Merkmale sozialer Agrarsysteme bei der Bewertung von Management- und Regulierungsoptionen besser zu erfassen. Verschiedene internationale Forschungskooperationen, z. B. zur innovativen Modellierung von Nutzpflanzen, tragen in diesem Themenbereich zu weiteren Erkenntnissen bei und sollen mit sozio-ökonomischen Modellen verknüpft werden, um die Auswirkungen des globalen Wandels auf die Landwirtschaft und von Anpassungsoptionen im Sinne von Ernährungssicherheit, Klimaresilienz und Nachhaltigkeit zu beleuchten.