科學家建立了高度精確的地球數位模擬,以提供有關極端天氣和氣候變遷的可靠資訊。
這種由人工智慧驅動的「數位雙胞胎」實際上模擬了自然現象和人類活動之間的相互作用,以預測它們對水、食物和能源系統等事物的影響。
過去,氣候和天氣預報要么關注局部地區,要么關注更大的全球系統。這個名為「目的地地球」(DestinE)的新計畫將所有這些資訊與人類行為結合在一起,「描繪整個地球系統的複雜過程」。
該計畫由歐盟委員會於 6 月 10 日啟動,由數位歐洲計畫提供超過 3.15 億歐元的資金,希望提供一種測試情境的方法,幫助政策制定者和科學家為未來做好準備。
「最初的目的地地球 (DestinE) 的推出是我們應對氣候變遷的真正遊戲規則改變者,」適應數位時代的歐洲執行副總裁瑪格麗特·維斯塔格 (Margrethe Vestager) 說道。 「這意味著我們可以觀察環境挑戰,這可以幫助我們預測未來的場景——就像我們以前從未做過的那樣……今天,未來實際上就在我們的指尖。
DestinE 目前由兩個模型組成,一個專注於氣候變遷適應,另一個專注於天氣引發的極端事件,這些模型借鑒了來自以下來源的數據:哥白尼。
預計它將在未來幾年不斷發展,到 2030 年完成地球的完整數位複製品。
為什麼我們需要地球的「數位雙胞胎」?
隨著天氣變得越來越惡劣,越來越需要估計氣候危機的影響。據世界氣象組織稱,1970 年至 2021 年間,超過 200 萬人死於與極端天氣相關的事件。
2003 年和 2010 年的極端熱浪造成了歐洲這段期間與天氣相關的死亡人數的 80%,而且氣候災害正在加劇變得更糟,隨著五月突破全球溫度記錄連續第 12 個月。
DestinE將用於幫助歐洲更有效地應對自然災害、適應氣候變遷並評估潛力社會經濟的以及此類事件的政策影響。
該模型可以提供假設情景,例如在歐洲各地建造風電場以及隨著氣候變遷在哪裡種植農作物的資訊。
「例如,如果您打算在荷蘭建造一座兩公尺高的堤壩,我可以運行我的數位孿生中的數據,並檢查堤防是否仍能防止預期的風險。極端事件2050 年”,Destination Earth 專案聯合發起人 Peter Bauer 在 2021 年首次宣布該專案時說道。
「數位孿生」將如何幫助歐洲實現其氣候目標?
對於“目的地地球”,歐盟委員會與歐洲中期天氣預報中心 (ECMWF)、歐洲太空總署 (ESA) 和歐洲氣象衛星應用組織 (EUMETSAT) 合作。
歐盟正大力投資綠色科技作為歐盟到 2050 年成為第一個氣候中和大陸計劃的一部分。
用於為模擬提供動力的超級計算機
但模擬本身對氣候的影響可能是巨大的。在一個2021年學習研究人員估計,他們需要一台配備 20,000 個圖形處理器、消耗約 20MW 功率的超級電腦來創建高度複雜的模型。
DestinE 依賴歐洲的高效能電腦 (EuroHPC),包括位於芬蘭卡亞尼的 LUMI 超級電腦。
儘管尚不清楚該系統將如何供電,但計算專家先前強調了碳中性能源在其開發中的重要性。芬蘭近一半的能源來自再生資源,在歐盟中僅次於瑞典。
到 2027 年,該團隊的目標是啟動並運行更多的數位孿生和服務。這些模擬的數據將在本世紀末合併起來創建「地球的完整數位孿生」。