Да би постала климатски неутрална до 2050. године, Европска унија је покренула два амбициозна програма: Зелени договор
Подаци о посматрању ће се континуирано уноситидигитални близанац који ће дигитални модел Земље учинити тачнијим за праћење еволуције и предвиђање могућих будућих путања промена. Али поред података посматрања који се обично користе за моделирање времена и климе, истраживачи такође желе да интегришу нове податке о релевантним људским активностима у модел. Нови модел система Земље приказаће практично све процесе на површини планете што је реалније могуће, укључујући људски утицај на управљање водним ресурсима, храном и енергијом, као и процесе у физичком систему.
Дигитални близанац има за циљ да буде информациони систем који развија и тестира сценарије који демонстрирају одрживији развој и тиме боље информишу политику.
„На пример, ако планирате да градитедвометарску брану у Холандији, могу да погледам податке у свом дигиталном близанцу и проверим да ли ће брана и даље штитити од очекиваних екстремних догађаја 2050.
Петер Бауер је заменик директора за истраживање у Европском центру за средњорочне временске прогнозе (ЕЦМВФ) и коиницијатор Дестинације Земља.
Дигитални близанац ће се такође користити за стратешко планирање залиха слатке воде и хране или ветроелектрана и соларних електрана.
Истраживачи кажу шта треба узети у обзирсталан развој временских образаца од 1940-их. Метеоролози су први започели моделирање физичких процеса на највећим светским рачунарима. Данашњи временски и климатски модели идеални су за дефинисање потпуно нових начина ефикасне употребе суперрачунара за многе друге научне дисциплине.
У прошлости приликом моделирања времена и климекористио различите приступе моделирању система Земље. Иако климатски модели представљају врло широк спектар физичких процеса, они обично не узимају у обзир процесе малог обима који су потребни за тачније временске прогнозе, који се заузврат фокусирају на мање процеса. Дигитални близанац ће објединити обе области и омогућити да се сложени процеси читавог Земљиног система симулирају у високој резолуцији. Али да би се то постигло, кодови симулационих програма морају бити прилагођени новим технологијама које обећавају много већу рачунарску снагу.
Уз рачунаре и доступне алгоритмеданас се врло сложене симулације тешко могу изводити при планираној изузетно високој резолуцији од једног километра, јер је деценијама развој кода из перспективе рачунарства застао. Климатска истраживања су профитирала од могућности побољшања перформанси употребом процесора следеће генерације без потребе за преуређивањем свог програма. Ово повећање перформанси са сваком новом генерацијом процесора зауставило се пре око 10 година. Као резултат, модерни програми често могу да користе само 5% максималних перформанси конвенционалних процесора.
Да би постигли неопходна побољшања, научнициистичу потребу за заједничким дизајном, односно заједничким и истовременим развојем хардвера и алгоритама, што је истраживачки тим успешно показао током последњих десет година. Они предлажу да се посебна пажња посвети општим структурама података, оптимизованом просторном узорковању рачунске мреже и оптимизацији дужина временских корака. Научници такође желе да раздвоје кодове за решавање научног проблема од кодова који врше оптимално рачунање у одговарајућој архитектури система. Ова флексибилнија програмска структура омогућиће бржи и ефикаснији прелазак на будуће архитектуре.
Аутори такође виде велики потенцијал увештачка интелигенција. Може се користити, на пример, за асимилацију података или обраду података посматрања, представљање недефинисаних физичких процеса у моделима и компримовање података. Дакле, АИ може убрзати моделирање и филтрирати најважније информације из велике количине података. Поред тога, истраживачи сугеришу да употреба машинског учења рачунања чини не само ефикаснијим, већ може помоћи и у прецизнијем описивању физичких процеса.
Научници прегледавају свој стратешки документкао полазна тачка на путу ка стварању дигиталног близанаца Земље. Међу рачунарским архитектурама које су данас доступне и очекују се у блиској будућности, чини се да рачунари засновани на јединицама за обраду графике (ГПУ) представљају најперспективнију опцију. Истраживачи процењују да ће дигиталном близанцу пуне скале бити потребан систем са приближно 20.000 ГПУ-а и приближно 20 мегавата снаге. Из економских и еколошких разлога, такав рачунар мора да ради на месту где је електрична енергија произведена са ЦО2 неутралном доступна у довољним количинама.
Прочитајте и:
Физичари су створили аналог црне рупе и потврдили Хокингову теорију. Куда води?
Научници су открили ограничење брзине у квантном свету.
Побачај и наука: шта ће бити са децом која ће се родити.