Złożony model komputerowy uwzględnia systemy pogodowe i klimatyczne oraz nasz wpływ na planetę.
Naukowcy stworzyli bardzo dokładną cyfrową symulację planety Ziemia, aby zapewnić wiarygodne informacje na temat ekstremalnych warunków pogodowych i zmian klimatycznych.
Ten oparty na sztucznej inteligencji „cyfrowy bliźniak” wirtualnie symuluje interakcję między zjawiskami naturalnymi a działalnością człowieka, aby przewidzieć ich wpływ na takie elementy, jak systemy wodne, żywnościowe i energetyczne.
W przeszłości prognozy klimatu i pogody skupiały się albo na regionach lokalnych, albo na większych systemach globalnych. Nowy projekt, znany jako Destination Earth (DestinE), łączy wszystkie te informacje z działaniami człowieka, aby „przedstawić złożone procesy zachodzące w całym systemie Ziemi”.
Projekt, uruchomiony przez Komisję Europejską 10 czerwca na kwotę ponad 315 mln euro z programu „Cyfrowa Europa”, ma na celu opracowanie metody testowania scenariuszy, która pomoże decydentom i naukowcom przygotować się na przyszłość.
„Uruchomienie pierwszego Destination Earth (DestinE) to prawdziwy przełom w naszej walce ze zmianami klimatycznymi” – mówi Margrethe Vestager, wiceprezes wykonawczy ds. Europy dostosowanej do ery cyfrowej. „Oznacza to, że możemy obserwować wyzwania środowiskowe, co może pomóc nam przewidzieć przyszłe scenariusze – jak nigdy dotąd… Dziś przyszłość jest dosłownie na wyciągnięcie ręki”.
DestinE składa się obecnie z dwóch modeli – jednego skupiającego się na adaptacji do zmiany klimatu, a drugiego na ekstremach wywołanych pogodą – które opierają się na danych ze źródeł takich jak Copernicus.
Oczekuje się, że w nadchodzących latach będzie on stale ewoluował, aż do 2030 r. ukończy pełną cyfrową replikę Ziemi.
Dlaczego potrzebujemy „cyfrowego bliźniaka” Ziemi?
Ponieważ pogoda staje się coraz bardziej surowa, istnieje coraz większa potrzeba oszacowania skutków kryzysu klimatycznego. Według WMO w latach 1970–2021 w wyniku ekstremalnych zjawisk pogodowych zginęło ponad dwa miliony ludzi.
Ekstremalne fale upałów w latach 2003 i 2010 były przyczyną 80 procent zgonów spowodowanych pogodą w Europie w tym okresie, a katastrofy klimatyczne pogłębiają się, a maj 12. miesiąc z rzędu pobił rekord globalnej temperatury.
DestinE zostanie wykorzystane, aby pomóc Europie skuteczniej reagować na klęski żywiołowe, przystosowywać się do zmiany klimatu oraz oceniać potencjalne skutki społeczno-gospodarcze i polityczne takich wydarzeń.
Model może dostarczyć hipotetycznych scenariuszy, takich jak budowa farm wiatrowych w całej Europie oraz informacji o tym, gdzie sadzić rośliny w związku ze zmianami klimatycznymi.
„Jeśli na przykład planujesz budowę dwumetrowej grobli w Holandii, mogę przejrzeć dane w moim cyfrowym bliźniaku i sprawdzić, czy wał najprawdopodobniej będzie nadal chronił przed spodziewanymi ekstremalnymi zdarzeniami w 2050 r.” – powiedział Peter Bauera, współinicjatora projektu Destination Earth, kiedy projekt został pierwotnie ogłoszony w 2021 r.
W jaki sposób „cyfrowy bliźniak” pomoże Europie osiągnąć cele klimatyczne?
W przypadku projektu Destination Earth Komisja Europejska nawiązała współpracę z Europejskim Centrum Prognoz Średnioterminowych (ECMWF), Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i Europejską Organizacją Eksploatacji Satelitów Meteorologicznych (EUMETSAT).
Unia Europejska dokonuje dużych inwestycji w zielone technologie w ramach planu bloku, aby do 2050 r. stać się pierwszym kontynentem neutralnym dla klimatu. UE ma nadzieję, że projekt ten umożliwi bardziej zrównoważony rozwój i będzie wspierać politykę ochrony środowiska w nadchodzących latach.
Superkomputery użyte do zasilania symulacji
Jednak wpływ samej symulacji na klimat może być znaczący. W badaniu przeprowadzonym w 2021 r. badacze oszacowali, że do stworzenia bardzo złożonego modelu potrzebny będzie superkomputer z 20 000 procesorami graficznymi zużywającymi około 20 MW mocy.
DestinE opiera się na europejskich komputerach o wysokiej wydajności (EuroHPC), w tym na superkomputerze LUMI w Kajaani w Finlandii.
Chociaż nie jest jasne, w jaki sposób system będzie zasilany, eksperci ds. obliczeń już wcześniej podkreślali znaczenie energii neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla w jego rozwoju. Finlandia pozyskuje prawie połowę swojej energii ze źródeł odnawialnych, zajmując w UE drugie miejsce po Szwecji.
Do 2027 r. zespół zamierza uruchomić i uruchomić dodatkowe cyfrowe bliźniaki i usługi. Dane z tych symulacji zostaną następnie połączone, aby do końca dekady stworzyć „w pełni cyfrowego bliźniaka Ziemi”.
