Ohne Technologie kein Land in Sicht

Fernerkundung: Mit wie viel Schmelzwasser kann mein Standort rechnen?

In den Alpen ist Wasser sicherlich keine Mangelware, aber auch hier sollte umsichtig mit dieser wertvollen Ressource umgegangen werden. Und so haben sich die Fernerkundungsexperten der EURAC und der Universitäten von Innsbruck und Trient zusammengetan, um ein Modell zu entwickeln, das zuverlässige Informationen dazu liefert, wie viel Wasser im Frühjahr aus der Schneeschmelze zu erwarten ist. Derlei Daten sind beispielsweise wichtig für die Bewässerung in der Landwirtschaft oder die Energiegewinnung durch Wasserkraft. Bis heute werden hierzu meist hydrologische Modelle herangezogen: Forscher füttern den Computer mit Daten – etwa über Niederschlag, Temperatur oder Sonneneinstrahlung – und aufgrund physikalischer Gesetze liefert das Modell eine annähernde Hochrechnung. Im Projekt CRYOMON testen die Wissenschaftler der drei Forschungszentren ein neues System. „Neben den reinen physikalischen Gesetzen stützt sich dieses Modell auch auf das statistische Gesetz der großen Zahlen. In der Forschung sprechen wir von einem Data Driven Model. Das ist ein offenes Modell, das mit zunehmender Datenmenge und einer entsprechend programmierten lernfähigen Sofware immer aussagekräftigere Vorhersagen treffen kann“, erklärt Claudia Notarnicola, Koordinatorin von CRYOMON. Und Daten, die dieses Modell auszuwerten hat, gibt es viele und unterschiedlichste: von den klassischen Bodenstationsmessungen über Satellitendaten, etwa zur Schneebedeckung oder dem Waldanteil, bis hin zur Errechnung weiterer Vorhersagen und Simulationen von hydrologischen Modellen. Die Software wird zunächst in drei Testgebieten zum Einsatz kommen: im Matschertal (Südtirol), Val di Genova (Trentino) und Rofental (Tirol). Ziel ist es, in drei Jahren thematische Karten für die gesamte Euregio zu erstellen.

Genforschung: Wenn Daten ständig aktualisiert werden, wie behalte ich den Überblick?

Die Genforschung hat in den letzten zehn Jahren unfassbar große Datenmengen hervorgebracht – eine Entwicklung, die sich dank technologischen Fortschritts noch beschleunigen wird. Für Wissenschaftler sind diese Datenbestände eine wertvolle Ressource, aus der sie neue Erkenntnisse gewinnen können. Die Analyse und Interpretation dieser Datenflut ist allerdings so komplex, dass dafür ausgefeilte informatische Lösungen nötig sind: Für medizinische Forscher bedeutet dies oft eine beträchtliche Hürde. EURACBioinformatiker haben deshalb ein frei verfügbares Programmpaket aus gebrauchsfertigen Analysewerkzeugen entwickelt, DINTOR, mit dem Wissenschaftler große Genom- und Proteomdatensätze für ihre eigenen Untersuchungen auswerten können. „DINTOR liefert dem Forscher ein einfach zu handhabendes Programmpaket, das ihn bei der Analyse seiner Daten unterstützt, insbesondere bei der Handhabung sich ständig aktualisierender externer Datenquellen“, erläutert der Bioinformatiker Christian Weichenberger. Wie es funktioniert, schildert er an einem Beispiel aus der Parkinsonforschung, die ein Schwerpunkt des EURAC- Zentrums für Biomedizin ist. In diesem Fall dient DINTOR zur Analyse von Daten aus einer groß angelegten genomweiten Assoziationsstudie mit über 100.000 Teilnehmern, darunter 14.000 Parkinsonpatienten. Ziel solcher Studien ist es, Veränderungen an der DNA zu identifizieren, die mit besonderer Häufigkeit bei Patienten auftreten, also wahrscheinlich mit der Entstehung der Krankheit zusammenhängen. Sind die entsprechenden DNA-Bereiche identifiziert, gilt es, den Kreis der verdächtigen Gene durch weitere Untersuchungen immer weiter einzuschränken – ein Prozess, den DINTOR, wie Weichenberger erklärt, „stark erleichtert und beschleunigt."