Створено цифровий двійник Землі з точністю до кілометра: його називають "святим Граалем" клімату

Прогнози погоди, на жаль, не надійні, а моделювання клімату — тим більше. Однак їхня зростаюча здатність передбачати, що піднесе людям природа, багато в чому зумовлена двома факторами: сучаснішими й досконалішими моделями та збільшеною обчислювальною потужністю.

У новому дослідженні вчені, як вважається, зробили прорив у нашій здатності передбачати, як зміниться погода і клімат Землі загалом у майбутньому, пише Science Alert. У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал.

Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки! У новому дослідженні під керівництвом Даніеля Клоке з Інституту Макса Планка в Німеччині вчені створили те, що деякі фахівці з моделювання клімату називають "святим Граалем" цієї галузі.

Вченим вдалося створити модель із роздільною здатністю майже кілометр — технічно масштаб становить 1,25 км на модельну ділянку, але модель поєднує прогнозування погоди та зміну клімату Землі.

За оцінками, вся суша і море на планеті покриті 336 мільйонами осередків — автори додали таку саму кількість "атмосферних" осередків безпосередньо над наземними, що в підсумку дало 672 мільйони обчислених осередків.

Для кожного з цих осередків було побудовано серію взаємопов'язаних моделей, що відображають основні динамічні системи планети: їх розділили на дві категорії — швидкі та повільні.

Зазначимо, що швидкі системи включали енергетичний і водний цикли — простими словами, погоду. Для відстеження цих процесів модель повинна мати надзвичайно високу роздільну здатність, наприклад, 1,25 км, яку здатна забезпечити нова система.

За словами вчених, для цієї моделі вони використовували модель ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON), розроблену Німецькою метеорологічною службою та Інститутом метеорології Товариства Макса Планка.

Повільні процеси охоплювали вуглецевий цикл, зміни в біосфері та геохімію океану — простими словами, клімат. Ці процеси, як відомо, відображають тенденції, що відбуваються протягом років або десятиліть.

За словами вчених, поєднання цих двох швидких і повільних процесів — справжній прорив, оскільки типові моделі, що включають такі складні системи, були б обчислювально-розв'язні тільки за роздільної здатності понад 40 км.

Автори дослідження зазначають, що у своїй роботі вони об'єднали глибоку програмну інженерію з безліччю сучасних комп'ютерних чипів.

Модель, покладена в основу більшої частини цієї роботи, спочатку була написана на Фортрані — прокляття для всіх, хто намагався модернізувати код, написаний до 1990 року.

З моменту розробки модель була доповнена безліччю додаткових функцій, що ускладнювало її використання в сучасній обчислювальній архітектурі. У результаті вчені використовували фреймворк, що обробляє дані способами, сумісними з сучасними системами.

Ця сучасна система була представлена двома суперкомп'ютерами JUPITER і Alps, розташованими в Німеччині та Швейцарії відповідно. Обидва вони засновані на новому чипі GH200 Grace Hopper від Nvidia.

На жаль, це також означає, що моделі такої складності найближчим часом не з'являться на вашій місцевій метеостанції. Нагадаємо, раніше ми писали про те, що Земля і людство можуть уникнути найгірших сценаріїв майбутнього: що пропонують учені.