Впервые в мире Земля полностью воссоздана в цифровом формате, пишут в недавней статье ученые из Германии и Швейцарии. Сообщается, что эту титаническую задачу удалось выполнить с помощью суперкомпьютеров Alps и JUPITER. Они построены на гибридных чипах, обладают мощными процессорами и графическими ускорителями.
Это позволило смоделировать планету вместе с ее океаном, атмосферой, сушей, растительностью и биохимией. Полученная модель обладает невероятно высоким разрешением — всего в 1,25 километра. Ранее это считали невозможным из-за колоссальных вычислительных затрат.
Поверхность виртуальной Земли «сложена» из 336 миллионов ячеек, и ровно такое же количество расположено над ними для симуляции атмосферы и всего происходящего в ней. При этом для каждой ячейки построили целый набор разнообразных взаимосвязанных моделей «поведения», чтобы таким образом рассмотреть множество возможных сценариев развития событий в земной природе.
За счет этого цифровой двойник Земли повторяет и свои «быстрые» процессы, то есть каждодневные изменения погоды в разных регионах, и «медленную» динамику климата в течение лет или даже десятилетий. Модель показывает, как из-за глобального потепления постепенно меняется биохимия в океанах и что происходит с углеродным циклом.
Напомним, Мировой океан вбирает в себя огромное количество углекислого газа и тем самым снижает парниковый эффект. Как он ни огромен, его возможности в этом смысле имеют свои пределы. Климатологи опасаются, что при нынешних объемах вредных выбросов в атмосферу однажды «чаша его терпения» переполнится, и это грозит полномасштабным бедствием.
Исследователи климата подчеркнули, что из-за многосложности земной экосистемы моделирование долгосрочных процессов в ней и создание на этой основе прогнозов было настоящим кошмаром. В лучшем случае за день работы компьютера удавалось виртуально «прожить» не более примерно 20 дней Земли. Теперь скорость этого «воспроизведения» жизни планеты повысилась в семь с лишним раз: за один реальный день можно увидеть события 145-ти суток.
Благодаря этому можно за полгода просмотреть ход развития ситуации в течение следующих трех десятилетий. А еще, например, точнее и быстрее выяснять, как в ближайшие дни будет развиваться только что возникший тропический шторм.
Ранее ученые оценили идею превращения облаков в «зеркала» для отражения солнечного света и охлаждения планеты.
