Destination Earth, al via il progetto di simulazione della Terra

Grazie al lavoro degli scienziati europei, sono iniziati i lavori per la creazione di una Terra gemella virtuale, cioè una copia digitale del nostro pianeta che verrà utilizzata per sviluppare modelli ad altissima precisione, in grado di prevedere eventi naturali futuri sulla base dell’attività umana. Il progetto si chiama Destination Earth, e con il contributo dell’Unione Europea punta a comprendere l’impatto sul pianeta dell’emergenza scaturita dal cambiamento climatico.

A partire da metà 2021 e per un arco di tempo lungo almeno 10 anni, Destination Earth raccoglierà un impressionante mole di dati sull’evoluzione del clima e su eventi naturali estremi, col fine di poter prevedere con un buon livello di approssimazione cosa succederà alla Terra nei prossimi anni, e favorire l’applicazione tempestiva di efficaci contromisure per la prevenzione di catastrofi.

Destination Earth, al via il progetto di simulazione della Terra

Destination Earth sarà basato su una piattaforma di modellazione e simulazione basata su cloud, che fornirà accesso a dati, infrastrutture di elaborazione avanzata e applicazioni di intelligenza artificiale. Integrerà vari aspetti del sistema Terra, come previsioni meteorologiche, sicurezza alimentare e idrica, circolazione oceanica globale e biogeochimica degli oceani. Rappresenterà inoltre l’influenza degli esseri umani sulla gestione dell’acqua, del cibo e dell’energia e i processi nel sistema fisico della Terra. Nelle fasi iniziali, il progetto sarà a uso esclusivo delle autorità. Gradualmente, si allargherà fino a raggiungere un’utenza scientifica e industriale, con lo scopo di stimolare l’innovazione e consentire il benchmarking di modelli e dati.

La Terra gemella virtuale ambisce a diventare un sistema informativo in grado di sviluppare e testare scenari. Peter Bauer, vicedirettore per la ricerca presso il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECMWF) e co-fondatore di Destination Earth, ha dichiarato quanto segue:

Se stai progettando una diga alta due metri nei Paesi Bassi, per esempio, posso esaminare i dati del gemello digitale e verificare se la diga proteggerà ancora da eventi estremi previsti nel 2050.

Per fare questo grande passo, Bauer porta l’attenzione sulla necessità che le scienze della Terra trovino un punto di incontro con le scienze informatiche. Mentre i modelli climatici rappresentano efficacemente un insieme molto ampio di processi fisici, spesso trascurano i processi su piccola scala, che sono essenziali per le previsioni meteorologiche più precise, che a loro volta si concentrano su un numero minore di processi. Destination Earth fonderà queste due aree e consentirà simulazioni ad alta risoluzione sui processi dell’intero sistema Terra.

La Terra gemella virtuale ambisce a diventare un sistema informativo in grado di sviluppare e testare scenari

Per questo scopo, sarà fondamentale l’intelligenza artificiale, che potrà essere utilizzata, per esempio, nell’assimilazione dei dati o per l’elaborazione dei dati di osservazione. L’intelligenza artificiale consentirà di accelerare le simulazioni e filtrare le informazioni più importanti da grandi quantità di dati. I ricercatori presumono che l’uso dell’apprendimento automatico non solo renderà i calcoli più efficienti, ma potrà anche aiutare a descrivere determinati processi fisici in modo molto più accurato.

Tra le architetture di computer disponibili in questo momento e quelle che dovrebbero arrivare nel prossimo futuro, i supercomputer basati su unità di elaborazione grafica (GPU) sembrano essere l’opzione più promettente per il progetto Destination Earth. I ricercatori stimano che il funzionamento di un gemello digitale su vasta scala richiederebbe un sistema con circa 20.000 GPU, capaci di consumare circa 20 MW di potenza. Per motivi economici e soprattutto ecologici, un computer di questo tipo dovrà essere utilizzato in un luogo che sia provvisto di grandi quantità di energia elettrica generata a emissioni zero.

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