Может ли цифровая копия Земли спасти мир от климатической катастрофы?

Цифровая копия Земли может помочь ученым лучше моделировать будущее нашей планеты и находить решения проблем, вызванных изменением климата, сообщает space.

Цифровая копия Земли поможет ученым лучше прогнозировать изменение климата. (Изображение предоставлено ESA)

Усовершенствованная модель, получившая название Digital Twin Earth, разрабатывается Европейским космическим агентством (ESA) и его партнерами на основе данных и изображений со спутников наблюдения Земли и датчиков на земле. Для надежной работы проекту потребуются новые передовые алгоритмы искусственного интеллекта и мощные суперкомпьютеры, которые в настоящее время разрабатываются.

ЕКА и его партнеры обсудили свой прогресс в преддверии конференции ООН по изменению климата COP26, двухнедельного мероприятия, которое в настоящее время проходит в Глазго, Шотландия.

ЕКА запустило проект Digital Twin Earth в 2020 году и пригласило исследователей и технологические компании со всей Европы представить свой прогресс во время мероприятия под названием PhiWeek, которое проходило с 11 по 15 октября.

Цель этой планетарной мегамодели – смоделировать влияние различных природных процессов и деятельности человека на планету и смоделировать сценарии будущей эволюции.

Например, ученые могли бы смоделировать, как замена выработки энергии из ископаемого топлива в определенном регионе возобновляемыми электростанциями изменяет концентрации парниковых газов в атмосфере и как этот сдвиг, в свою очередь, влияет на скорость повышения уровня моря.

На конференции PhiWeek партнеры ESA представили несколько частичных моделей – «близнецов» меньшего масштаба, посвященных различным регионам Земли или ее подсистемам.

Например, цифровая модель Антарктиды разрабатывается группой ученых из Эдинбургского университета в Шотландии.

В заявлении ученых говорится, что в Антарктиде находится 60% всей пресной воды Земли. Если бы весь этот лед растаял, глобальный уровень моря поднялся бы на колоссальные 190 футов (58 метров). Цифровой двойник поможет исследователям лучше понять состояние ледяного покрова и изучить процесс таяния.

«Используя спутниковые наблюдения, численное моделирование и искусственный интеллект, мы создали двойника системы антарктического ледяного покрова, его гидрологии, окружающего океана, атмосферы и биосферы», – сказал Ноэль Гурмелен, ученый-криосфер из Эдинбургского университета в ЕКА. утверждение. «Мы использовали антарктического близнеца, чтобы отследить местонахождение талой воды на и под ледяным покровом, а также изучить, как тают окаймляющие шельфовые ледники при различных гидрологических сценариях».

Другие частичные близнецы сосредоточились на гидрологии бассейна реки Пор в северной Италии и моделировании засух в Африке.

Цифровой двойник океана, разработанный Национальным институтом океанологии во Франции, рассматривает взаимодействие между изменениями в атмосфере и поведением океанов.

Ученые будут использовать эту модель для изучения так называемого арктического усиления, малоизученного феномена, из-за которого северные полярные регионы нагреваются вдвое быстрее, чем остальной мир.

Модели разработаны таким образом, чтобы быть доступными даже для пользователей, не обладающих передовыми техническими знаниями в области наблюдения Земли и моделирования климата.

По словам исследователей, политики должны иметь возможность использовать эти модели для визуализации изменений в экосистемах и моделирования последствий различных решений.

Например, Digital Twin Food Systems моделирует влияние сельскохозяйственной деятельности на более широкую природную систему, а также моделирует влияние колебаний климата на производство продуктов питания.

Лесной цифровой двойник призван создать наиболее подробную и реалистичную модель глобального лесного покрова и изучить различные функции, которые леса играют в жизни планеты, включая хранение углекислого газа, способствующего потеплению климата.