Cyfrowy bliźniak Ziemi

Reklama

śr., 03/03/2021 - 18:48 -- MagdalenaL

Z jakiej przyczyny jest tworzony? Naukowcy projektują ten wirtualny świat, aby symulować ewolucję systemu klimatycznego na naszej planecie. 

Przypomnijmy że, aby uzyskać neutralność klimatyczną do 2050 r., Unia Europejska zaprogramowała dwa bardzo konkretne i dość ambitne programy: „Zielony ład” i „Strategia cyfrowa”. Aby przeprowadzić je pomyślnie, klimatolodzy i informatycy uruchomili inicjatywę „Destination Earth”, która rozpocznie się w połowie tego roku 2021 i ma potrwać przez 10 lat.  

Przez cały ten czas naukowcy będą tworzyć bardzo precyzyjny cyfrowy model Ziemi - cyfrowy bliźniak planety - aby jak najdokładniej mapować rozwój klimatu i zdarzenia ekstremalne w czasie i przestrzeni.Ten „cyfrowy bliźniak” Ziemi zostanie zatem wykorzystany do przewidywania przyszłych wydarzeń spowodowanych zmianami klimatycznymi, aby pomóc światowym przywódcom lepiej się do nich przygotować. 

Naziemny cyfrowy bliźniak jest opracowywany przez europejskich naukowców i Uniwersytet ETH w Zurychu (Szwajcaria). Zdaniem ekspertów algorytm uczenia maszynowego opracuje i przetestuje symulacje do 2050 r. Model wirtualny będzie również przewidywał wszystkie procesy „w możliwie najbardziej realistyczny sposób”, w tym wpływ człowieka na gospodarkę wodną, ​​żywnościową i wodną oraz fizyczny system Ziemi. 

„Jeśli ktoś planuje, na przykład, budowę dwumetrowej tamy w Holandii, mogę przeanalizować dane mojego cyfrowego bliźniaka i sprawdzić, czy jest prawdopodobne, że grobla nadal będzie chronić przed ekstremalnymi zdarzeniami spodziewanymi w 2050 r.” - wyjaśnia Peter Bauer , zastępca dyrektora ds. badań w Europejskim Centrum Prognoz Średnioterminowych (ECMWF) i współinicjator projektu Destination Earth, w czasopiśmie Nature Computational Science, które zbiera wyniki badań. 

Jak dokładnie będzie on działać? 

Chociaż ta wirtualna Ziemia jest wciąż w fazie rozwoju, zostanie zaprojektowana z uwzględnieniem obserwacji w czasie rzeczywistym, takich jak zdjęcia satelitarne i prognozy pogody. Cyfrowy bliźniak pozwoli na symulacje w wysokiej rozdzielczości reprezentujące złożone procesy całego systemu Ziemi. Jednak aby to osiągnąć, kody programów symulacyjnych muszą zostać dostosowane do nowych technologii. Zatem dzięki sztucznej inteligencji, która pozwala przyspieszyć symulacje i przefiltrować ważne informacje w dużych ilościach danych, ten wielkoskalowy wirtualny bliźniak będzie możliwy. Według ekspertów wymagałoby to systemu z około 20000 GPU, który zużywałby około 20 MW mocy.„Fuzja symulacji i obserwacji jest wykonywana w przestrzeni i w oknie czasowym, w którym model zapewnia optymalną i fizycznie spójną ewolucję, przyjmując, że obserwacje nie mierzą wszystkich zmiennych stanu przez cały czas. Ta optymalizacja ma ogromny wpływ na komputer ponieważ stan systemu Ziemi obejmuje miliardy stopni swobody i ma do czynienia z układem nieliniowym i chaotycznym” - wyjaśniają autorzy.Projekt ten jest promowany przez ECMWF, Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i Europejską Organizację Eksploatacji Satelitów Meteorologicznych (EUMETSAT).  

Wraz z innymi naukowcami Bauer rozwija klimat naukowy i meteorologiczne aspekty cyfrowego bliźniaka Ziemi, ale opierając się również na technicznej wiedzy informatyków z ETH Zurich i Swiss National Supercomputing Center (CSCS). Prawdziwe partnerstwo między naukami o Ziemi a informatyką. 

Autor: 
Sarah Romero, tłum: Aleksandra Szupke 
Zagłosowałeś na opcję 'w górę'.

Reklama