Ученые создадут цифровую Землю для борьбы с изменением климата

Ученые собираются создать цифрового двойника Земли, чтобы смоделировать климатические системы планеты в будущем. Об этом сообщает Phys.org.

Проект будет предназначен для лучшей подготовки к экстремальным явлениям, связанным с изменением климата. Разработкой займутся европейские ученые и IT-специалисты из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Чтобы к 2050 году стать климатический нейтральным, Европейский Союз запустил две амбициозные программы: Green Deal и DigitalStrategy. В качестве ключевого элемента успешной реализации программ ученые-климатологи и программисты запустили инициативу Destination Earth, реализация которой начнется в середине 2021 года. В рамках Destination Earth будет создана высокоточная цифровая модель Земли, чтобы максимально точно отображать развитие климата и экстремальные явления в пространстве и времени.

Данные наблюдение будут постоянно вводиться в цифровой двойник, чтобы сделать модель Земли более точной для отслеживания эволюции и прогнозирования будущих изменений. Но помимо данных наблюдений, обычно используемых для моделирования погоды и климата, исследователи также хотят интегрировать в модель новые данные о деятельности человека.

Новая модель системы Земли будет максимально реалистично отображать практически все процессы на поверхности планеты, включая управление водными ресурсами, пищевыми ресурсами и энергией.

Таким образом цифровой двойник Земли станет информационной системой, которая будет разрабатывать и тестировать разные сценарии.

"Например, если вы планируете построит двухметровую дамбу в Нидерландах, я смогу проверить в цифровом двойнике, будет ли дамба по-прежнему защищать от ожидаемых экстремальных явлений в 2050 году", – говорит один из создателей проекта Destination Earth из Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) Питер Бауэр.

Цифровой двойник также будет использоваться для стратегического планирования поставок пресной воды и продуктов питания или установки ветряных и солнечных электростанций.

Авторы также видя большой потенциал в искусственном интеллекте (ИИ). Его можно использовать, например, для обработки данных наблюдений. ИИ позволит ускорить моделирование сценариев и отфильтровать наиболее важную информацию из больших объемов данных. Кроме этого, исследователи предполагают, что использование машинного обучения не только сделает вычисления более эффективными, но и поможет более точно описывать физические процессы.

По оценкам исследователей, для работы цифрового двойника в полном масштабе потребуется система с примерно 20 тыс. графических процессоров, потребляющих примерно 20 МВт энергии. Исходя из экономических и экологических причин, такой компьютер должен работать в месте, где генерируемая электроэнергия с нейтральным выбросом CO2 будет доступна в больших количествах.