"Weg von der Einbahnstraße hin zur Zweispurigkeit." Bild: Forschungszentrum Jülich / Marcel Bülow

Wissenstransfer

Diesseits und jenseits vom Mittelmeer

Der Austausch von Wissen zwischen Europa und Afrika verläuft bislang eher auf einer Einbahnstraße – von Nord nach Süd. Ein geowissenschaftliches Projekt zeigt nun, dass auch die umgekehrte Richtung sinnvoll ist.

Das große Ziel von PASCAL, der "Pan-African Soil Challenge" – die Ressource Boden als panafrikanische Herausforderung – ist, Afrika angesichts von Bevölkerungsexplosion und Klimawandel zu unterstützen, eine sichere und nachhaltige Nahrungsmittelproduktion aufzubauen. Konkret geht es darum, mithilfe von Superrechnern Simulationen des Systems Boden-Wasser-Luft zu berechnen, um auf dieser Basis zum Beispiel den Feldanbau – besonders mit Blick auf den prognostizierten Klimawandel –  ertragsbringender planen zu können.

Mit entsprechender Software und Datenmengen auf Supercomputer-Niveau umzugehen, will jedoch gelernt sein. Der Geoverbund ABC/J (siehe Kasten), dessen Koordinationsbüro am Forschungszentrum Jülich (FZJ) angesiedelt ist, bietet dafür zusammen mit dem Kompetenzzentrum HPSC TerrSys jährlich eine Herbstschule an. Doch Geofachleute aus Südamerika oder eben auch aus Afrika können es sich finanziell kaum leisten, für Weiterbildung so weit zu reisen. "Die Idee war also, mit dem Kurs zu ihnen zu gehen. Zugleich haben wir den Wissenschaftsstandort Deutschland vorgestellt", beschreibt Daniel Felten (siehe Kasten), der den Geoverbund und das Projekt koordiniert.

Diese Kombination aus Wissenstransfer und Forschungswerbung hatte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit einem Hauptpreis im Ideenwettbewerb "Internationales Forschungsmarketing" dotiert. Ein Jahr lang haben Felten und Kollegen auf dieses Training in Accra, der Hauptstadt von Ghana, hingearbeitet, bis der Kurs im November 2018 stattgefunden hat – mit großer Resonanz. "Angeboten hatten wir rund 30 Plätze, 183 Bewerbungen kamen", so Felten. Letztlich haben 28 Personen aus neun afrikanischen Ländern teilgenommen. Studenten aus Nigeria haben sogar eine achtstündige, unbequeme Busfahrt dafür auf sich genommen – um zu lernen, die Umweltbedingungen für bestimmte Feldfrüchte systemisch und computergestützt zu prognostizieren und zu bewerten, zum Beispiel für Mais.

Diese Pflanze kommt mit vergleichsweise wenig Wasser aus, das Wenige muss aber gesichert sein. Gut, wenn der genaue Wasserfluss vor Ort bekannt ist – vom Boden in die Pflanze, durch die Pflanze hindurch und aus der Pflanze in die Atmosphäre. Die Software TSMP hilft dabei. TSPM steht dabei für Terrestrial System Modeling Platform. Das Programm wurde im Rahmen einer Kooperation innerhalb des Geoverbunds entwickelt. Es verrechnet real gemessene Daten mit jeweils einem Referenzmodell für die drei einzelnen Abschnitte des Wasserflusses. Dahinter steht eine enorme Rechenleistung und "man muss lernen, die Ergebnisse solcher Tools zu deuten", so Felten. Denn nicht zuletzt birgt jedes Modell statistische Unsicherheiten. Kurz: In Accra wurde vermittelt, was sich herauslesen lässt und was nicht.

In einem zweiten Kursteil, einem Hackathon, sollte erarbeitet werden, wie sich die Software auf lokale Gegebenheiten anpassen lässt. Die Teilnehmenden brachten indes etwas weniger grundlegende Softwarekenntnisse mit als gedacht. So ging es insgesamt mehr darum, die Software an sich kennenzulernen. Bei einer Wiederholung will das Expertenteam aus Jülich dann stärker auf die Stellschrauben der Programmanpassung eingehen.

Und wiederholen will man das Projekt unbedingt. "Unsere Afrika-Strategie umfasst die Idee von Schulungen in wechselnden afrikanischen Ländern, sodass Kenntnisse über Geosoftware flächendeckender in die Länder und Deutschland als möglicher Kooperationsort mehr in die Köpfe kommt. Darauf arbeiten wir auch mit dem geplanten Afrika-Tag in der zweiten Hälfte 2019 hin."

Noch sei die afrikanische Wissenschaft vergleichsweise deskriptiv ausgerichtet. Es liege weniger Schwerpunkt auf der Analyse und noch weniger darauf, aus den Analyseergebnissen Strategien zu entwickeln. "Wie das geht, wollen wir von hier nach dort vermitteln." Bereits aus der diesjährigen Runde waren einige interessiert, sich für konkrete Doktorandenstellen in Jülich zu bewerben. Die Kontakte hierzu sind bereits hergestellt. Ein beispielhafter Ansatz für ein echtes Hin und auch Her im Wissenstransfer, für das Felten und der Geoverbund eintreten.

Umgekehrt sieht Felten die deutsche Wissenschaft gut beraten, stärker von Afrika zu lernen. "Im Antrag zu PASCAL haben wir zum Beispiel formuliert, das Projekt trage dazu bei, eine sichere und nachhaltige Nahrungsmittelproduktion zu unterstützen. Sicher und nachhaltig waren für uns dabei gleichwertig." Eine Sicht, die Felten angesichts der Eindrücke aus Accra nun "typisch europäisch" nennt: Europa mit seiner guten Versorgungslage kann sich den Nachhaltigkeitsgedanken leisten. In Ghana dagegen, obwohl ein vergleichsweise hoch entwickeltes afrikanisches Land, gehe es jedoch vorrangig darum, ausreichend Nahrung zu haben. Sicherheit sei damit der viel gewichtigere Punkt und Nachhaltigkeit vorerst begleitend zu sehen – mit Betonung auf vorerst. "Damit meine ich nicht, diesen Aspekt zu vernachlässigen. Man muss ja Fehler nicht wiederholen." Mit Blick auf diese Eindrücke plädiert Felten daher, noch besser zuzuhören, um noch feiner zu verstehen, wo genau die Probleme liegen. "Dann wird der Nutzen unseres Wissens vor Ort umso größer."

Ein weiterer Schritt wäre, von der Vermittlung von Handwerkszeug zur direkten Anwendung zu kommen, damit die Software wirklich Nutzen für die Planung der Nahrungsmittelversorgung in afrikanischen Ländern bringt. Dafür heißt es zunächst einmal, zum Rechnerprogramm an sich zurückzukehren. Das arbeitet aktuell mit europäischen Referenzdaten: Die Referenzmodelle für die Wasserflussschritte beim Maisbeispiel gibt es nur für Europa, sie wären also auf Afrika auszuweiten. Das könnten die Experten in Deutschland erarbeiten, die notwendigen Basisdaten dafür müssen aber aus Afrika kommen. "Afrika wird wichtiger werden. Nicht zuletzt, weil etwa im Jahr 2100 voraussichtlich 40 Prozent der Weltbevölkerung dort leben wird", bekräftigt Felten. Sein Plädoyer – nicht nur für die Wissenschaft lautet darum: "Weg von der Einbahnstraße hin zur Zweispurigkeit."

Der Geoverbund ABC/J

Der Geoverbund ABC/J ist das Netzwerk der Geowissenschaften in der Forschungsregion Aachen-Bonn-Cologne/Jülich. Unter seinem Dach kooperieren die geowissenschaftlichen Institute der RWTH Aachen, der Universitäten Bonn und zu Köln sowie des Forschungszentrums Jülich: Deren Expertise in der geowissenschaftlichen Forschung und Lehre wird gebündelt und vernetzt. Im Mittelpunkt steht das dynamische System Erde-Mensch. Die Forschenden identifizieren gemeinsam aktuell drängende und künftig wichtig werdende Fragen in den Bereichen Evolution der Erde, Umweltdynamik, Georessourcenmanagement sowie Georisiken und erarbeiten Lösungsansätze über die eigene Region hinaus. Der Geoverbund ABC/J initiiert und begleitet standortübergreifende Forschungsprojekte, fördert den wissenschaftlichen Nachwuchs und setzt sich für den einfachen Zugang zu wissenschaftlicher Infrastruktur ein.

Daniel Felten

Mit Leidenschaft wissenschaftliche Brücken bauen

Daniel Felten hat in Trier Biogeografie studiert. Bereits hier beschäftigte er sich mit Umweltbedingungen für gutes Gedeihen: mit Nährstoff- und Energiebilanzen sowie den Zusammenhängen zwischen dem Anbau von Pflanzen und der Biodiversität im Boden. In der Promotion kam dann die Frage hinzu, wie sich Gesetze durch Kooperation zwischen Justiz und Naturwissenschaften besser gestalten und anwenden lassen. Anschließend war Felten zunächst Koordinator eines Graduiertenkollegs am Institut für Umwelt- und Technikrecht der Universität Trier, danach war er im EU-Forschungsmanagement an der FH Kaiserslautern tätig. Seit 2014 koordiniert er den Geoverbund ABC/J am Forschungszentrum Jülich in der Helmholtz-Gemeinschaft.

Weitere Informationen:

21.01.2019 , Cornelia Reichert

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