Το νέο προγνωστικό “υπερόπλο” Καιρού που ετοιμάζει η Ε.Ε.

Η Ευρώπη χτίζει ένα «ψηφιακό δίδυμο» της Γης για να φέρει επανάσταση στις κλιματικές προβλέψεις

Η Ευρωπαϊκή Ένωση ολοκληρώνει τα σχέδια για ένα φιλόδοξο «ψηφιακό δίδυμο» του πλανήτη Γη, η οποία θα προσομοιώνει την ατμόσφαιρα, τον ωκεανό, τον πάγο και το έδαφος με μία ασυναγώνιστη ακρίβεια, παρέχοντας προβλέψεις για πλημμύρες, ξηρασίες και πυρκαγιές από μέρες έως μερικά χρόνια νωρίτερα. Ο προορισμός Γη (Destination Earth) όπως καλείται αυτή η προσπάθεια, δεν θα σταματήσει εκεί: Θα προσπαθήσει επίσης να συλλάβει την ανθρώπινη συμπεριφορά, επιτρέποντας στους ηγέτες να δουν τις επιπτώσεις των καιρικών γεγονότων και της κλιματικής αλλαγής στην κοινωνία και να μετρήσουν τα αποτελέσματα διαφορετικών κλιματικών πολιτικών.

Χωρίζοντας την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας σε κουτιά μόνο 1 χιλιομέτρου, μια κλίμακα πολλές φορές καλύτερη από τα υπάρχοντα κλιματικά μοντέλα, το Destination Earth μπορεί να βασίσει τις προβλέψεις του σε πολύ πιο λεπτομερή δεδομένα σε πραγματικό χρόνο από όσο έγινε ποτέ. Το έργο, το οποίο ήδη έχει περιγραφεί λεπτομερώς σε δύο εργαστήρια, θα ξεκινήσει τον επόμενο χρόνο (2021) και θα ξεκινήσει σε ένα από τα τους τρεις υπερυπολογιστές που θα αναπτύξει η Ευρώπη στη Φινλανδία, την Ιταλία και την Ισπανία.

Σε ανάλυση 1 χιλιομέτρου, το ευρωπαϊκό μοντέλο για το κλίμα (αριστερά) είναι σχεδόν μη διακριτό από την πραγματικότητα (δεξιά).

Ο προορισμός Γη αναδύθηκε από τις στάχτες της Extreme Earth, μια πρόταση με επικεφαλής το Ευρωπαϊκό Κέντρο Μετεωρολογικών Προγνώσεων Μεσαίου Εύρους (ECMWF) για ένα εμβληματικό ερευνητικό πρόγραμμα δισεκατομμυρίων ευρώ. Η Ευρωπαϊκή Ένωση ακύρωσε τελικά το εμβληματικό αυτό πρόγραμμα, αλλά διατήρησε το ενδιαφέρον για την ιδέα. Οι φόβοι ότι η Ευρώπη έμεινε πίσω από την Κίνα, την Ιαπωνία και τις Ηνωμένες Πολιτείες σε υπερυπολογιστές οδήγησε στην Ευρωπαϊκή Κοινή Επιχείρηση Υπολογιστών Υψηλής Απόδοσης, μια επένδυση 8 δισεκατομμυρίων ευρώ για να θέσει τα θεμέλια για μηχανήματα πολύ μεγάλης κλίμακας, ικανά για 1 δισεκατομμύριο δισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο. Η παλιά πρόταση Extreme Earth πρόσφερε την τέλεια χρήση για τέτοια χωρητικότητα.

Το Destination Earth (DestinE) θα συμβάλει μεταξύ των άλλων στην πράσινη συμφωνία και την ψηφιακή στρατηγική της Ευρωπαϊκής Επιτροπής . Θα ξεκλειδώσει το δυναμικό της ψηφιακής μοντελοποίησης των φυσικών πόρων της Γης και των σχετικών φαινομένων, όπως η κλιματική αλλαγή, τα θαλάσσια / θαλάσσια περιβάλλοντα, οι πολικές περιοχές και η κρυόσφαιρα, κ.λπ. σε παγκόσμια κλίμακα για να επιταχυνθεί η πράσινη μετάβαση και να βοηθήσει το σχέδιο για σημαντικά περιβαλλοντικά υποβάθμιση και καταστροφές. Με το άνοιγμα της πρόσβασης σε δημόσια σύνολα δεδομένων σε ολόκληρη την Ευρώπη, θα αποτελέσει επίσης βασικό στοιχείο της ευρωπαϊκής στρατηγικής για τα δεδομένα.

Εκτέλεση

Το DestinE θα εφαρμοστεί σταδιακά τα επόμενα 7-10 χρόνια, ξεκινώντας από το 2021, μέσω των ακόλουθων βασικών ορόσημων:

• Το 2023: Έναρξη μιας λειτουργικής πλατφόρμας που βασίζεται σε cloud και των δύο πρώτων ψηφιακών διδύμων της Γης
• Έως το 2025: Η πλατφόρμα ενσωματώνει 4-5 λειτουργικά ψηφιακά δίδυμα και προσφέρει υπηρεσίες σε χρήστες του δημόσιου τομέα για την ανάπτυξη, παρακολούθηση και αξιολόγηση του αντίκτυπου των προτεινόμενων πολιτικών και νομοθετικών μέτρων σχετικά με το περιβάλλον και το κλίμα.
• Έως το 2025-30: Ανάπτυξη προς ένα πλήρες ψηφιακό δίδυμο της Γης μέσω της σύγκλισης των ψηφιακών διδύμων που προσφέρονται ήδη μέσω της πλατφόρμας.

Τα τυπικά κλιματικά μοντέλα λειτουργούν σε αναλύσεις 50 ή 100 χιλιομέτρων, ακόμη και κορυφαία μοντέλα όπως το “Ευρωπαϊκό” μοντέλο ECMWF που αναλύουν τον καιρό κάθε 9 χιλιόμετρα. Η ανάλυση 1 χιλιομέτρου του νέου μοντέλου θα της επιτρέψει να αποδώσει απευθείας τη μεταφορά αερίων μαζών, δηλαδή την κατακόρυφη μεταφορά θερμότητας κρίσιμη για το σχηματισμό σύννεφων και καταιγίδων, αντί να βασίζεται σε μια αλγοριθμική προσέγγιση.  Το μοντέλο θα προσομοιώσει επίσης τον ωκεανό με αρκετή λεπτομέρεια για να συλλάβει τη συμπεριφορά των στροβιλισμένων δινών, που είναι σημαντικοί κινητήρες θερμότητας και άνθρακα.

Στην Ιαπωνία, τα πρωτοποριακά προγράμματα τρέχουν ένα παγκόσμιο κλιματικό μοντέλο του 1 χιλιομέτρου έχουν δείξει ότι η άμεση προσομοίωση καταιγίδων και δινών οδηγεί σε καλύτερες βραχυπρόθεσμες προβλέψεις της βροχόπτωσης. Ωστόσο, θα πρέπει επίσης να βελτιώσει τις κλιματικές προβλέψεις για περιόδους μηνών και ετών. Πρόσφατες εργασίες έδειξαν ότι τα κλιματικά μοντέλα δεν καταγράφουν προβλέψιμες αλλαγές στα μοτίβα του ανέμου, που οδηγούν σε διακυμάνσεις στην περιφερειακή θερμοκρασία και βροχόπτωση – πιθανώς επειδή τα μοντέλα δεν αναπαράγουν καταιγίδες και δίνες .

Το μοντέλο θα ενσωματώσει επίσης δεδομένα σε πραγματικό χρόνο που καταγράφουν την ατμοσφαιρική ρύπανση, την ανάπτυξη των καλλιεργειών, τις πυρκαγιές στα δάση και άλλα φαινόμενα που είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τον καιρό και το κλίμα.  Και θα δώσει δεδομένα χρήσιμα για την κοινωνία, όπως η χρήση ενέργειας, τα μοτίβα κυκλοφορίας και οι ανθρώπινες κινήσεις (που εντοπίζονται από κινητά τηλέφωνα).

Ο στόχος είναι να επιτρέπεται στους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να εκτιμούν άμεσα πώς η κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει την κοινωνία – και πώς η κοινωνία θα μπορούσε να αλλάξει την πορεία της κλιματικής αλλαγής. Για παράδειγμα, το μοντέλο θα μπορούσε να προβλέψει πώς η κλιματική αλλαγή θα επηρεάσει τα πρότυπα γεωργίας και μετανάστευσης στη Βραζιλία – και επίσης πώς οι περικοπές στις επιδοτήσεις αιθανόλης ενδέχεται να περιορίσουν την αποψίλωση των δασών στον Αμαζόνιο. Επί του παρόντος, οι επιστήμονες του κλίματος εξάγουν περιφερειακά αποτελέσματα από παγκόσμια κλιματικά μοντέλα και τα διαβιβάζουν σε ειδικούς στη γεωργία ή στα οικονομικά για να κατανοήσουν τις επιπτώσεις στην ανθρώπινη συμπεριφορά. Τώρα, οι μοντελιστές ασχολούνται για την πρόβλεψη μόνο του καιρού, στο τι θα κάνει ο καιρός.

Οι επιστήμονες λένε ότι είναι συναρπαστικό να συμμετέχουμε σε ένα πραγματικά πλανητικό σύστημα πληροφοριών, που μπορεί να αποκαλύψει όχι μόνο το παροιμιώδες αποτέλεσμα του πετάγματος μιας πεταλούδας στον καιρό και το κλίμα, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο οι τοπικές ανθρώπινες ενέργειες εκδηλώνονται παγκοσμίως. “Αυτή είναι η ιστορία της παγκοσμιοποίησης. Αυτή είναι η ιστορία της εποχής της Ανθρωποκαίνου. Και αυτή είναι η επιστημονική πλατφόρμα που θα σας επιτρέψει να τα εξερευνήσετε όλα αυτά”, λένε.

Πηγή: http://physics4u.gr/blog