KI-Wetterprognosen für Kleinbäuerinnen und Kleinbauern

Für Millionen Kleinbäuerinnen und Kleinbauern entscheidet eine Anbausaison darüber, ob eine Familie genug zu essen hat, sich den weiteren Schulbesuch ihrer Kinder leisten kann oder sich verschuldet. Weltweit sichern fast 500 Millionen kleine Familienbetriebe⁠ die Lebensgrundlage von mehr als zwei Milliarden Menschen. Viele von ihnen haben kaum oder keine Rücklagen, wenn eine Ernte ausfällt.

Da der Klimawandel zu wechselhafterem und extremerem Wetter führt, benötigen Kleinbäuerinnen und Kleinbauern rechtzeitige, zuverlässige Wetterprognosen, um Entscheidungen zum Schutz ihres Einkommens und ihrer Ernährungssicherheit zu treffen. Für viele landwirtschaftliche Betriebe in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen waren hochwertige Prognosen jedoch lange unerreichbar. Ein Grund dafür ist, dass präzise Wetterprognosen nur zu sehr hohen Kosten erstellt werden konnten und ihre Bereitstellung logistisch aufwendig war.

Neue Fortschritte bei KI ändern das. Wettervorhersagesysteme mit Frontier-KI können heute mit herkömmlichen Modellen mithalten oder sie übertreffen und benötigen dafür nur einen Bruchteil der Rechenleistung. So lassen sich lokale Prognosen in viel größerem Umfang bereitstellen, und landwirtschaftliche Betriebe erhalten früher Informationen, um ihre Ernten, Einkommen und Familien zu schützen. Auch KI-gestützte Chatbots und ähnliche Tools machen den Austausch mit Kleinbäuerinnen und Kleinbauern effizienter und wirksamer.

Deshalb investiert das Team Civil Society & Philanthropy der OpenAI Foundation 60 Millionen USD, um den Zugang zu KI-gestützten Wetter- und Pflanzenkrankheitsprognosen deutlich auszuweiten. Die Prognosen sollen mehr Länder und landwirtschaftliche Betriebe erreichen und ein breiteres Spektrum an Wettergefahren und Pflanzenkrankheiten abdecken. Über Mobiltelefone und andere Kanäle bereitgestellt, können diese Informationen weiteren Millionen Kleinbäuerinnen und Kleinbauern helfen, den richtigen Zeitpunkt für Aussaat, Ernte und Düngung zu bestimmen und frühzeitig auf Wetterrisiken zu reagieren.

Dieses mit 60 Millionen USD ausgestattete Portfolio vereint sechs außergewöhnliche Organisationen: die University of Chicago⁠, UC Berkeley⁠, Precision Development⁠, AIM for Scale⁠ (finanziert über die University of Notre Dame⁠), Digital Green⁠ und The International Maize and Wheat Improvement Center⁠ (CIMMYT). In enger Zusammenarbeit mit nationalen und lokalen Regierungen und Institutionen wollen diese Organisationen staatlich geleitete Vorhaben unterstützen, die in den kommenden drei Jahren 100 Millionen Kleinbäuerinnen und Kleinbauern in Süd- und Südostasien sowie Ostafrika mit Prognosen zu Wetter und Pflanzenkrankheiten versorgen.

Die Kosten der Wetterunsicherheit

Kleinbäuerliche Betriebe erzeugen etwa ein Drittel der weltweiten Nahrungsmittel. Große Ernteverluste können die Ernährungssicherheit ganzer Länder gefährden. Das Wetter trägt wesentlich zu Einkommensschwankungen in der Landwirtschaft bei: Ein vermeintlicher Beginn des Monsuns kann dazu führen, dass zu früh ausgesät wird und eine anschließende Trockenperiode die Ernte vernichtet. Unerwarteter Regen zur Erntezeit kann die Feldfrüchte verderben, bevor sie eingebracht werden. Eine Studie in sechs afrikanischen Ländern ergab⁠, dass widrige Klimaereignisse in einem typischen Jahr etwa ein Drittel der untersuchten Flächen trafen und die nationale Pflanzenproduktion im Durchschnitt um 29 % verringerten. Satellitendaten der NASA zeigen⁠ zudem, dass sich solche Klimaereignisse mit der Erwärmung des Planeten verstärken.

Vor dem Einsatz von KI beruhten präzise Wetterprognosen auf numerischen Modellen, die auf teuren Supercomputern liefen. Wetterdienste in vielen Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen können diese Modelle daher meist nicht selbst betreiben. Selbst wenn solche Prognosen verfügbar waren, wurden sie häufig nicht in nützliche Informationen übersetzt, nach denen landwirtschaftliche Betriebe handeln konnten.

Nun hat Frontier-KI eine zweite Revolution in der Wettervorhersage ausgelöst. Diese Prognosen werden von KI-Modellen erstellt, die mit enormen Mengen atmosphärischer Daten trainiert wurden. Inzwischen sind sie häufig ebenso präzise wie herkömmliche Vorhersagemodelle oder sogar präziser und benötigen nur einen Bruchteil der Rechenleistung. Dadurch lassen sich Prognosen, die auf kleinbäuerliche Betriebe in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen zugeschnitten sind, in großem Umfang erstellen. Sie helfen bei der Entscheidung, ob und wann Feldfrüchte ausgesät, geerntet und gedüngt werden sollen.

Diese Fortschritte bei KI ermöglichen mehrere Ansätze, die Kleinbäuerinnen und Kleinbauern gemeinsam kostengünstige Wetterprognosen bereitstellen:

1. KI-gestützte Vorhersagesysteme helfen dabei, das Wetter mit einem Bruchteil der bisherigen Kosten, Zeit und Rechenleistung vorherzusagen.

2. Dank der Geschwindigkeit und Effizienz von KI-Wettermodellen lassen sich mehrere der besten Modelle kombinieren. Das ermöglicht präzisere Wetterprognosen als jedes einzelne Modell. Die Genauigkeit steigt weiter, wenn lokale Umweltdaten in die Modelle einfließen.

3. Forschende aus der Meteorologie können KI-Modelle gezielt auf Messgrößen abstimmen, die für landwirtschaftliche Betriebe relevant sind, etwa auf den Zeitpunkt, ab dem genügend Regen für die Aussaat fällt. So werden entscheidungsrelevante Prognosen möglich, die zuvor unerreichbar waren.

4. KI-gestützte Sprachdienste, SMS-Angebote und Chatbots übermitteln Prognosen direkt und in der jeweiligen Sprache. Kleinbäuerinnen und Kleinbauern können darüber auch direkt zurückmelden, was auf ihren Flächen tatsächlich geschehen ist, ob die Prognose stimmte und ob die Empfehlungen beim Umgang mit Gefahren für die Ernte hilfreich waren.

Mehrere randomisierte Studien liefern vielversprechende Belege dafür, dass rechtzeitige Prognosen zu anderen und besseren Entscheidungen führen. Kleinbäuerinnen und Kleinbauern ändern, was und wann sie anbauen, Geld ausgeben und investieren. Diese Entscheidungen können ihr Einkommen steigern und Ernteverluste verringern (Burlig et al., 2025⁠; Cole, Goldberg, Harigaya & Zhu, 2025⁠; Rudder & Viviano, Arbeitspapier⁠).

Wie die verschiedenen Bereiche zusammenwirken

Unsere Investition von 60 Millionen USD vereint Organisationen entlang des gesamten Weges von der Prognose bis zum landwirtschaftlichen Betrieb:

• Wetterprognosen erstellen: Die University of Chicago und UC Berkeley werden nationale Wetterdienste dabei unterstützen, KI-Wettermodelle anzupassen und in Betrieb zu nehmen, um für landwirtschaftliche Betriebe relevante Prognosen zu erstellen. Die ersten Prognosen werden Beginn und Ende des Monsuns, Regenfälle zur Erntezeit, mittelfristige Niederschläge und extreme Hitze abdecken. Neben dem Wetter wird CIMMYT in seine Fähigkeiten zur Prognose von Krankheitserregern bei Weizen investieren und dafür KI sowie Erdbeobachtungsdaten der NASA nutzen, um Ausbrüche früher zu erkennen.

• Prognosen und weitere nützliche Informationen bereitstellen: Precision Development wird mit Regierungen und zivilgesellschaftlichen Organisationen zusammenarbeiten, um aus diesen Prognosen praktische Empfehlungen abzuleiten und sie über vertrauenswürdige Kanäle an Kleinbäuerinnen und Kleinbauern zu übermitteln. Digital Green wird verbesserte Prognosen in FarmerChat integrieren. Mehr als 2,1 Millionen Kleinbäuerinnen und Kleinbauern nutzen diese KI-App zur landwirtschaftlichen Beratung. Ihre Rückmeldungen wird Digital Green an die Prognoseteams weitergeben. Die für die Bereitstellung zuständigen Teams werden Gestaltung, Verständlichkeit und Vertrauenswürdigkeit der Mitteilungen sowie daraus folgende Maßnahmen mithilfe von Fokusgruppen, A/B-Tests und Wirkungsevaluierungen prüfen.

• Die Arbeit dauerhaft sichern: AIM for Scale wird gemeinsam mit Regierungen und Entwicklungsbanken die Partnerschaften und Finanzierungsstrukturen aufbauen, die erforderlich sind, um diese Angebote zu erhalten und auf weitere Länder auszuweiten. Das langfristige Ziel ist eine beständige öffentliche Infrastruktur. Nationale Wetter- und Landwirtschaftsinstitutionen sollen die Angebote betreiben, während Regierungen und Entwicklungsbanken ihre fortlaufende Bereitstellung finanzieren.

Die Foundation hat diese Organisationen aufgrund ihrer führenden Arbeit in ihren jeweiligen Bereichen, ihrer erfolgreichen Zusammenarbeit mit lokalen Behörden und der Bevölkerung vor Ort sowie ihrer nachgewiesenen Wirkung und Fähigkeit ausgewählt, bei dieser ambitionierten Initiative zusammenzuarbeiten. Unsere Investition von 60 Millionen USD baut auf dieser Arbeit auf und weitet sie aus. Sie ergänzt neue Fähigkeiten wie Prognosen zu Pflanzenkrankheiten, bindet Vorhersagen an weitere vertrauenswürdige Kanäle an und unterstützt die Ausweitung auf zusätzliche Länder. Ziel dieser Arbeit ist es, 100 Millionen Kleinbäuerinnen und Kleinbauern bessere Informationen zum richtigen Zeitpunkt zu geben. So können sie Verluste vermeiden und Investitionen tätigen, die zu höheren und stabileren Einkommen führen können.

Künftig gilt es, mit fortschrittlichen KI-Modellen auf diesen Fortschritten aufzubauen, Prognosen in großem Umfang präziser und lokaler zu gestalten und sie mit wissenschaftlich fundierten Methoden bereitzustellen. Es bleibt noch viel darüber zu lernen, was funktioniert. Zudem benötigen Wettersysteme unabhängige Vergleichstests, Rückmeldungen, lokale Evaluierungen und Anpassungen für unterschiedliche Länder und Nutzpflanzen.

Teil der umfassenderen Arbeit der OpenAI Foundation

Diese Investition ist die zweite Initiative der OpenAI Foundation im Rahmen unserer Arbeit zu Civil Society & Philanthropy. Unser Ziel ist es, dafür zu sorgen, dass die Vorteile von KI Menschen und Gemeinschaften weltweit erreichen. Das gilt besonders dort, wo bessere Tools, Informationen und eine am Gemeinwohl ausgerichtete Infrastruktur grundlegende Leistungen und wirtschaftliche Chancen verbessern können.

Bei dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf folgende Bereiche:

• KI in grundlegenden Diensten einsetzen, in denen sie den Zugang und die Ergebnisse spürbar verbessern kann.

• Zivilgesellschaftlichen Organisationen die Tools, das Fachwissen und die Unterstützung geben, die sie für einen verantwortungsvollen Einsatz von KI benötigen.

• Gemeinsame Infrastruktur aufbauen, damit erfolgreiche Tools und Erkenntnisse dem gesamten sozialen Sektor zugutekommen.

Bei der Weiterentwicklung dieser Arbeit werden wir uns weiterhin weltweit mit Menschen vor Ort, Führungskräften und Fachleuten aus der Entwicklung austauschen. Du erreichst unser Team unter [email protected]⁠.