Технологии и наука Создан цифровой двойник Земли с точностью до километра: его называют "святым Граалем" климата
В новом исследовании ученые создали то, что, как ожидается, станет прорывом в моделировании земного климата. Ученым удалось создать цифровой двойник Земли с разрешением почти в километр.
Прогнозы погоды, увы, не надежны, а моделирование климата — тем более. Однако их растущая способность предсказывать, что преподнесет людям природа, во многом обусловлена двумя факторами: более современными и совершенными моделями и возросшей вычислительной мощностью. В новом исследовании ученые, как считается, совершили прорыв в нашей способности предсказывать, как изменится погода и климат Земли в целом в будущем, пишет Science Alert.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
В новом исследовании под руководством Даниэля Клоке из Института Макса Планка в Германии ученые создали то, что некоторые специалисты по моделированию климата называют "святым Граалем" этой области. Ученым удалось создать модель с разрешением почти километр — технически масштаб составляет 1,25 км на модельный участок, но модель сочетает прогнозирование погоды и изменение климата Земли.
Відео дня
По оценкам, вся суша и море на планете покрыты 336 миллионами ячеек — авторы добавили такое же количество "атмосферных" ячеек непосредственно над наземными, что в итоге дало 672 миллиона вычисленных ячеек. Для каждой из этой ячейки была построена серия взаимосвязанных моделей, отражающих основные динамические системы планеты: их разделили на две категории — быстрые и медленные.
Отметим, что быстрые системы включали энергетический и водный циклы — простыми словами, погоду. Для отслеживания этих процессов модель должна иметь чрезвычайно высокое разрешение, например, 1,25 км, которое способна обеспечить новая система. По словам ученых, для этой модели они использовали модель ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON), разработанную Немецкой метеорологической службой и Институтом метеорологии Общества Макса Планка.
Медленные процессы включали в себя углеродный цикл, изменение в биосфере и геохимию океана — простыми словами, климат. Эти процессы, как известно, отражают тенденции, происходящие в течение лет или десятилетий.
По словам ученых, сочетание этих двух быстрых и медленных процессов — настоящий прорыв, так как типичные модели, включающие такие сложные системы, были бы вычислительно разрешимы только при разрешениях более 40 км.
Авторы исследования отмечают, что в своей работе они объединили глубокую программную инженерию с множеством современных компьютерных чипов. Модель, положенная в основу большей части этой работы, изначально была написана на Фортране – проклятье для всех, кто пытался модернизировать код, написанный до 1990 года.
С момента разработки модель была дополнена множеством дополнительных функций, что затрудняло ее использование в современной вычислительной архитектуре. В результате ученые использовал фреймворк, обрабатывающий данные способами, совместимыми с современными системами.
Эта современная система была представлена двумя суперкомпьютерами JUPITER и Alps, расположенными в Германии и Швейцарии соответственно. Оба они основаны на новом чипе GH200 Grace Hopper от Nvidia. К сожалению, это также означает, что модели такой сложности в ближайшее время не появятся на вашей местной метеостанции.
Напомним, ранее мы писали о том, что Земля и человечество могут избежать наихудших сценариев будущего: что предлагают ученые.
Ранее Фокус писал о том, что найден двойник Земли со своим Солнцем: но есть проблема с одним полушарием.
