Weitreichende Folgen des Klimawandels machen umfangreiche Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen in Bayern notwendig, die in demokratischen Gesellschaften nur dann erfolgreich in die Praxis umgesetzt werden, wenn diese von Bürgern als legitim, akzeptabel und machbar angesehen werden. Unter dem Motto „Wissen vermitteln – Wahrnehmung fördern – Komplexität kommunizieren“ werden in einem „Citizen Science“-Ansatz über das neuartige BAYSICS-Portal ausgewählte Akteursgruppen (z.B. Erholungssuchende, Pollen-allergiker, naturinteressierte Bürger, Schüler) gezielt angesprochen, für die der Klimawandel durch eigene Beobachtungen in ihrem konkreten Umfeld erlebbar gemacht wird. Empirische, experimentelle und theoretische Forschungsansätze aus Naturwissenschaften, Fachdidaktik und Umweltsoziologie ermöglichen attraktive Angebote für die Nutzergruppen und gleichzeitig die Generierung von relevantem Wissen zu Klimafolgen, -anpassung und -schutz mit modernen Medien des Crowdsourcing.

BAYSICS ermöglicht damit innovative, digitale Formen der breiten Partizipation von Bürgern an aktuellen Forschungsthemen und Wissenschaft, den Transfer von Wissen zur Komplexität des Klimawandels und seinen regionalen Folgen in die Gesellschaft sowie die Kombination von naturwissenschaftlichen und umweltbildenden Zielen. Das Verbundprojekt kooperiert dabei eng mit internationalen Partnern, nationalen und regionalen Stakeholdern aus dem Bereich Umweltbildung, Schule, Lehrerfortbildung, NGOs, Behörden und Betrieben. BAYSICS wird allen bayklif-Projekten sowie dank seiner offenen Struktur weiteren „Citizen Science“-Ansätzen in Bayern langfristig und nachhaltig zur Verfügung stehen.

Die Gesamtkoordination umfasst die Koordination des BAYSICS-Verbundes mit seinen neun fachlichen Teilprojekten. Dabei ist die inhaltliche, methodische und praktische Umsetzung der explizit inter- und transdisziplinären Ausrichtung von zentraler Bedeutung. Sie beinhaltet die Organisation regelmäßiger Verbundtreffen, den Abschluss eines Strategiepapiers mit einer detaillierten Kommunikations-, Publikations- und Disseminationsstrategie sowie die Entwicklung und Umsetzung projektspezifischer Ethik-Richtlinien. Ein besonderer Schwerpunkt der Arbeit ist der Auf-, Ausbau und die Pflege eines breiten Kommunikations- und Pressenetzwerks, das mit zielgruppengerechten Beiträgen das Interesse an Forschungsergebnissen und BAYSICS-Citizen Science über Fachinformationsorgane, Verbands- und Massenmedien nachhaltig fördert.

Bürger schaffen Wissen – Soziale und technologische Entwicklungen ermöglichen seit einigen Jahren neue Formen der Beteiligung von Bürgern an Forschungsthemen. Die Digitalisierung unserer Gesellschaft fordert und fördert eine neue Qualität der zivilgesellschaftlichen Mitwirkung an wissenschaftlichen Projekten. Das Internet und die mobile Kommunikation revolutioniert die Bürgerbeteiligung und Bildung weltweit. Zusammen mit einfachen und günstigen Sensoren zur Datenerfassung sowie offene Datenbanken sind sie Voraussetzung für die Umsetzung sogenannter Citizen-Science-Projekte. Aktuell fehlt jedoch eine flexible IT-Infrastruktur, die mehr bietet als den reinen Austausch über Projekte – gerade in den Umweltwissenschaften.

Um für mehr Agilität zu sorgen, wird am Leibniz-Rechenzentrum eine anwendungsspezifische Infrastruktur geschaffen. Nach dem Baukastenprinzip, wird eine Vielzahl an Tools Wissenschaftler und wissenschaftliche Laien dabei unterstützen, unterschiedliche Forschungsfragestellungen zu bearbeiten. Denkbar sind in diesem Baukasten diverse Werkzeuge, von Online-Lern- und Interviewmodulen über den Datenaustausch bis hin zum Social-Media-Bereich. Die offene Struktur ermöglicht es, über diesen Verbund hinaus andere Projekte anzubinden oder neue Tools zu integrieren. 

Schließlich kommt in diesem Projekt der Visualisierung eine wichtige Bedeutung zu. Sie soll zum einen wissenschaftlichen Analysezwecken dienen, zum anderen jedoch Daten und Zusammenhänge veranschaulichen, von denen Politik und Gesellschaft profitieren. Während in der wissenschaftlichen Visualisierung das Ziel ist, gemessene oder simulierte Daten so darzustellen, dass ein Informationsgewinn für die Wissenschaftler erzielt wird, sollen in diesem Projekt auch Forschungsergebnisse verständlich und instruktiv für die Öffentlichkeit aufbereitet werden.

Das Teilprojekt befasst sich mit dem Wertschöpfungsprozess der klimabezogenen Eventdaten. Beim Event handelt es sich um eine raumzeitlich signifikante Veränderung, die typischerweise durch die Zeitdauer (wann), die geographische Lage (wo), das Veränderungsmuster (wie), die betroffenen Leute (wer) und Objekte (was) gekennzeichnet wird. Für die Öffentlichkeit ist ein Event, wie z.B. Waldbrand, Überschwemmung, Hangrutschung, leicht verständlich und Aufmerksamkeit erregend. Für Forschern in Klima- und Umweltwissenschaften bildet das Event eine sinnvolle Informationseinheit für die Visualisierung, Analyse sowie für die Entdeckung komplexer raumzeitlicher Verteilungsmuster, Zusammenhänge, Kausalitätsbeziehungen usw.

Auf Grundlage des OpenStreetMap (OSM) und des amtlichen Digitalen Landschaftsmodells in Bayern wird ein offenes „KlimaEventPortal“ mit zwei Hauptfunktionen aufgebaut: 1) die interaktive und automatische Erfassung der klimabezogenen Eventdaten aus sozialen Medien und digitalen Archiven; 2) die interaktive und automatische Erkennung der komplexen Beziehungen unter den erfassten Eventdaten. Ziel dabei ist, Synergieeffekte zwischen Wissenschaft, Bildung und dem öffentlichen Engagement zu demonstrieren und einen Grundstein für die wissenschaftsbasierten Bürgerinitiativen zum Klimaschutz zu legen.

In diesem Teilprojekt wird die Phänologie genutzt, um den Klimawandel besser zu detektieren, zu kommunizieren und für (schulische) Bildung einzusetzen, sowie um zukünftige Änderungen unter veränderten Umweltbedingungen abzuschätzen.

Phänologische Veränderungen sind ein idealer Bioindikator, anhand dessen Auswirkungen des Klimawandels und die Anpassungs-notwendigkeit leicht und v.a. regional über verschiedene BAYSICS-Tools – kommuniziert werden können sowie über die didaktischen Teilprojekte Eingang in die schulische Bildung finden können. Daneben sollen die gewonnenen BAYSICS-Citizen Science Beobachtungsdaten und Experimenten dazu dienen, um bestehende Wissenslücken über (klimatischbedingte) Antriebsfaktoren und deren Auswirkungen auf assoziierte Ökosystemleistungen zu schließen.

Das Citizen Science Programm baut auf bestehenden phänologischen Schemata auf, erweitert diese um notwendige Zusatzinformationen wie Fotobelege. Anhand langer Beobachtungsreihen werden aktuelle Fragen zu Carry-over Effekten bearbeitet sowie den Citizen Scientists Informationen zur Einordnung ihrer Beobachtungen in die raumzeitliche Variation von phänologischen Ereignissen in Bayern geliefert. Die Auswertung von Herbarbelegen erlaubt die Einbeziehung lokaler historischer Daten. In verschiedenen zu entwickelnden phänologischen Experimenten können Schülern als Nachwuchsforscher arbeiten und direkt die Auswirkungen des Klimawandels auf die Pflanzenwelt simulieren. Die integrierten Ergebnisse erlauben die genauere Modellierung von phänologischen Veränderungen im Klimawandel, auch zur Entwicklung von Anpassungs-strategien, sowie ihre interaktive Kommunikation an eine breite Bevölkerung.

Im Zuge des Klimawandels haben sich bereits zahlreiche Bedingungen verändert, welche eine Allergieentstehung begünstigen und zu massiveren allergischen Erkrankungen führen. In Städten leben immer mehr Menschen, die an Pollenallergie leiden. Zudem wirken dort Faktoren (z.B. Schadstoffe) auf Pollen ein, welche die Allergieproblematik verschärfen. Für eine Anpassung an den Klimawandel sind detaillierte Kenntnisse zur räumlichen Variabilität der Phänologie, Pollensaison und Pollenintensität von großem Nutzen. Die Untersuchungen entlang von Urbanisierungsgradienten (Space-for-Time-Ansatz) ermöglichen die Abschätzung des Temperatureinflusses auf die Pollenproduktion allergener Arten. Da die Temperatur im Zuge des Klimawandels weiter zunehmen wird, können mit diesem Ansatz Rückschlüsse auf künftige Bedingungen gezogen werden.

In diesem TP soll die klimabedingte Änderung der Pollenproduktion unter Berücksichtigung des Citizen Science-Ansatzes bestimmt werden. Ferner werden die Pollenbelastung sowie tageszeitliche Emissionsmuster allergener Pflanzen und individuelle Symptome untersucht. Es soll geklärt werden, in welchen Parkanlagen / Stadtvierteln Pollenallergiker aufgrund der gegebenen Bepflanzung die Pollenexposition in relevanten Zeiträumen vermindern können. Die Ergebnisse zur Allergenität von Stadtgrün dienen u.a. als Grundlage für Entscheidungen bei einzelnen Neuanpflanzungen oder bei der Neugestaltung von Grünflächen.

Der Bergwald der Bayerischen Alpen ist überdurchschnittlich von der Klimaerwärmung betroffen. Bewegen sich die Höhengrenzen von Buche, Tanne, Fichte & Co. bereits nach oben? Diese vermeintlich einfache Frage kann die Wissenschaft mangels ausreichend dichter Beobachtungsnetze bisher nicht beantworten. Dabei tummeln sich Zigtausende von Bergwanderern auf den Gipfeln, durchwandern die Waldgrenze und nutzen zunehmend Smartphones für Orientierung und Erinnerungsfotos. Unser Projekt sensibilisiert Bergwanderer für den Zusammenhang zwischen Klimawandel und Bergwald, schult sie im Erkennen der häufigen Baumarten und gibt ihnen mit der BAYSICS-App die Möglichkeit ihre Beobachtungen mit einer großen Community zu teilen. Unter Nutzung der Medien des Deutschen Alpenvereins und der Bayerischen Staatsforsten setzen wir auf Bürgerwissenschaft (Citizen Science), Massenmobilisierung (Crowdsourcing) und spielerischen Wettbewerb (Gamification). Die Ergebnisse werden im BAYSICS-Portal visualisiert und mit historischen Daten aus der Mitte des 19. Jahrhunderts (dem Ende der kleinen Eiszeit mit fast zwei Grad kälteren Temperaturen) verglichen.

Städte in Bayern stehen vor großen Herausforderungen. Da die Städte das Wachstum in der Fläche vermeiden wollen, muss die bestehende Stadtstruktur verdichtet werden. Dies geht auf Kosten der bestehenden Grünflächen. Gleichzeitig werden die städtischen Freiräume und das Stadtgrün immer wichtiger. Stadtgrün spielt eine wichtige Funktion für die Erholung der Stadtbewohner und für die Anpassung an den Klimawandel. Die grünen Freiräume sind außerdem Lebensraum für Tiere. Diese Tiere sind für den Menschen ein wesentlicher Teil der Stadtnatur, wie z.B. singende Vögel. 

Die zunehmende bauliche Verdichtung in den Städten führt nicht nur zu einem Rückgang der Grünräume, sondern auch zu einem starken Rückgang der vorhandenen Lebensräume von Tieren. Dieser Trend wird durch die Anpassung an den Klimawandel verstärkt: wenn Fassaden und Dächer renoviert werden, gehen Brutplätze verloren. Selbst ehemals häufige Stadtvögel, wie etwa der Haussperling (Spatz), zeigen einen starken Bestandsrückgang. 

Der Rückgang von Tieren in der Stadt führt dazu, dass die Erlebbarkeit von Tieren, etwa der Gesang von Vögeln oder das Springen von Eichhörnchen, für den Stadtbewohner immer seltener wird. Die klassische Stadtplanung berücksichtigt Tiere bisher nicht. Wenn ein Naturerleben nur durch Reisen außerhalb der Stadt bei ausreichendem Zeit- und Finanzbudget möglich ist, sinkt die Umweltgerechtigkeit in der Stadt. Andererseits bietet das Erleben von Tieren in der Stadt hervorragende Umweltbildungsmöglichkeiten.

In dem Teilprojekt soll mit Hilfe eines Citizen Science Ansatzes das Bewusstsein der Bewohner bayerischer Städte zum Einfluss des Klimawandels auf das Vorkommen von Tieren gefördert werden. Gleichzeitig soll das Projekt dazu dienen, wissenschaftliche Informationen zum Vorkommen und der Aktivität von Tieren in der Stadt zu gewinnen. 

Im Teilprojekt 8 erhalten Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe die Gelegenheit, das globale Phänomen Klimawandel und seine Bedeutung für die eigene Lebenswelt vor der eigenen Haustür zu erforschen. Sie erlernen unterschiedlichste Forschungsmethoden wie zum Beispiel Klimamessungen mit wissenschaftlichen Instrumenten im Gelände, die Dokumentation und Auswertung von phänologischen oder biogeographischen Beobachtungen, oder sozialgeographische Datenerhebungen mit Fragebögen oder Interviews. Diese Methoden wenden sie in ihrer Region an und gelangen hierdurch zu spannenden Erkenntnissen zu den Implikationen des Klimawandels im eigenen Lebensumfeld. Dazu entsteht ab Mai 2018 am Lehrstuhl für Didaktik der Geographie der Universität Augsburg in Kooperation mit mehreren bayerischen Gymnasien ein umfassendes didaktisches Konzept nach dem Ansatz des „Forschenden Lernens“.

Lernende werden also, anstatt lediglich Adressaten von Wissensvermittlung zu sein, ganz im Sinne der Citizen Science direkt an Forschung und Erkenntnisgewinnung beteiligt. Die kritische Auseinandersetzung im Seminar soll den Schülerinnen und Schülern eine differenzierte Urteils- und Handlungsfähigkeit im Zusammenhang mit dem Klimawandel ermöglichen. Davon können letztlich auch Politik und Wissenschaft profitieren, denn Anpassungs- und Klimaschutzmaßnahmen erweisen sich meist nur dann als umsetzbar, wenn sie von Bürgerinnen und Bürgern als legitim und sinnvoll angesehen werden. Durch von Schülern mitgestaltete „lokale Klimareports“ und regionale Bürgerkonferenzen kann es darüber hinaus gelingen, den Austausch über den Klimawandel in der eigenen Region in die Mitte der bayerischen Bevölkerung zu tragen. Nicht zuletzt leisten die Klimaseminare an den Schulen mit den dort gesammelten Daten auch einen Beitrag zur Citizen Science Plattform und damit zur Erforschung des Klimawandels in Bayern.

Das Thema Klimawandel bietet in besonderer Weise Anknüpfungspunkte für einen fächerübergreifenden Unterricht sowie an aktuelle öffentliche Debatten. Der Bildungsanspruch, im naturwissenschaftlichen Unterricht die Bewertungskompetenz von Schülerinnen und Schülern zu fördern, trifft hier auf eine anspruchsvolle, komplexe Thematik. So ist die öffentliche Debatte über den Klimawandel u.a. von einer Katastrophenrhetorik und einer Durchmischung fachlicher und politischer Argumente geprägt. Komplexe Themen wie der Klimawandel und der hiermit verbundene Umgang mit unsicherer Evidenz oder strittigen Theorien erfordern bei Lernenden wie auch bei Lehrkräften ein besonderes Maß an Ambiguitätstoleranz, d.h. die Fähigkeit Unsicherheit und Komplexität auszuhalten und produktiv zu nutzen. Lehrerfortbildungen sollen in Hinblick auf den fachlichen und öffentlichen Diskurs über Klimawandel ein Verständnis von Wissenschaftskommunikation fördern und Hilfestellungen für die Gestaltung eines argumentationsorientierten und partizipativen Fachunterrichts geben. Es gilt, Schülerinnen und Schülern grundlegende Fähigkeiten zu vermitteln, sich mit komplexen und strittigen Problemlagen auseinanderzusetzen und Klimaforschung anhand exemplarischer Forschungsprojekte nachzuvollziehen. Angebunden an das Thema Klimawandel werden Vorstellungen über das Wesen naturwissenschaftlicher Forschung sowie Vorstellungen über fachinterne und öffentliche Wissenschaftskommunikation und vermittlungsrelevante Einstellungen und Fähigkeiten erhoben und deren Veränderungen durch Fortbildungsmaßnahmen untersucht.

Klimaschutzmaßnahmen in demokratischen Gesellschaften können nur dann erfolgreich in die Praxis umgesetzt werden, wenn diese von Bürgern als legitim, akzeptabel und machbar angesehen werden. Dabei spielen Wahrnehmungen von Verantwortung und Wirksamkeit eine zentrale Rolle (z.B. was eine einzelne Person, Gruppe oder Institution erreichen kann, oder wer zuständig ist für bestimmte Maßnahmen). Allerdings bestehen hier noch erhebliche Erkenntnislücken, die durch gezielte sozialwissenschaftliche Forschung geschlossen werden können. 

Teilprojekt 10 widmet sich der sozial-wissenschaftlichen Erfassung, Analyse und Beurteilung von Meinungen in der Bevölkerung bezüglich der Verantwortung und Wirksamkeit gesellschaftlicher Akteure im Rahmen von Klimaschutzmaßnahmen (z.B. Konsumenten, Unternehmen, Vereine, Verbände und soziale Bewegungen, nationale, regionale und lokale politische Organisationen). Ein innovatives mehrstufiges Forschungsdesign verbindet theoretische, konzeptionelle und empirische Schritte.
 
Im empirischen Teil werden Methoden der qualitativen und quantitativen Sozialforschung gezielt miteinander verknüpft (z.B. Interviews mit Experten, Politikern und Bürgern, Fokusgruppen und Online-Befragungen). Damit soll ein möglichst breites Meinungsbild gezeichnet werden, wobei Akteure in Bayern im Bereich Klimawandelminderung und –anpassung besondere Beachtung finden. Erkenntnisse aus diesem Teilprojekt werden anschließend u.a. in politik- und praxisrelevante Handlungsempfehlungen übersetzt.