Учені створять цифрову Землю для боротьби зі зміною клімату

Вчені збираються створити цифрового двійника Землі, щоб змоделювати кліматичні системи планети в майбутньому. Про це повідомляє Phys.org.

Проект буде призначений для кращої підготовки до екстремальних явищ, пов'язаних зі зміною клімату. Розробкою займуться європейські вчені й IT-фахівці зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха.

Щоб до 2050 року стати кліматично нейтральним, Європейський Союз запустив дві амбітні програми: Green Deal і DigitalStrategy. Як ключовий елемент успішної реалізації програм вчені-кліматологи і програмісти запустили ініціативу Destination Earth, реалізація якої почнеться в середині 2021 року. У рамках Destination Earth буде створена високоточна цифрова модель Землі, щоб максимально точно відображати розвиток клімату й екстремальні явища в просторі та часі.

Дані спостереження будуть постійно вводитися в цифровий двійник, щоб зробити модель Землі більш точною для відстеження еволюції та прогнозування майбутніх змін. Але крім даних спостережень, зазвичай використовуваних для моделювання погоди та клімату, дослідники також хочуть інтегрувати в модель нові дані про діяльність людини.

Нова модель системи Землі максимально реалістично відображатиме практично всі процеси на поверхні планети, враховуючи управління водними ресурсами, харчовими ресурсами й енергією.

Таким чином цифровий двійник Землі стане інформаційною системою, яка розроблятиме й тестуватиме різні сценарії.

"Наприклад, якщо ви плануєте побудувати двометрову дамбу в Нідерландах, я зможу перевірити в цифровому двійнику, чи буде дамба як і раніше захищати від очікуваних екстремальних явищ у 2050 році", — говорить один із творців проекту Destination Earth з Європейського центру середньострокових прогнозів погоди (ECMWF) Пітер Бауер.

Цифровий двійник також використовуватиметься для стратегічного планування поставок прісної води і продуктів харчування або установки вітряних і сонячних електростанцій.

Автори також бачать великий потенціал у штучному інтелекті (ШІ). Його можна використовувати, наприклад, для обробки даних спостережень. ШІ дозволить прискорити моделювання сценаріїв і відфільтрувати найбільш важливу інформацію з великих обсягів даних. Крім цього, дослідники припускають, що використання машинного навчання не тільки зробить обчислення більш ефективними, але й допоможе більш точно описувати фізичні процеси.

За оцінками дослідників, для роботи цифрового двійника в повному масштабі буде потрібна система з майже 20 тис. графічних процесорів, які споживають приблизно 20 МВт енергії. Виходячи з економічних та екологічних причин, такий комп'ютер повинен працювати в місці, де електроенергія, яка генерується з нейтральним викидом CO2, буде доступна у великих кількостях.