W filmach science-fiction koniec świata jest popularnym tematem. Niestety, w trzeciej dekadzie XXI wieku wiemy, iż historiom tym bliżej do „science” niż do „fiction”. Planeta Ziemia ma dość swoich obywateli. Informuje nas o tym dzięki zmian klimatycznych. Na srebrnym ekranie zwykle podziwiamy jednostki badawcze, które szukają drugiej Ziemi w odległym kosmosie. Na razie jednak nasi badacze nie odnaleźli „planety B”. Dlatego w świecie rzeczywistym naukowcy prześcigają się w pomysłach na cofnięcie zmian klimatycznych i ratowanie ludzkości. Jednym z projektów mających pomóc nam w zrozumieniu i przewidzeniu klimatu jest projekt Komisji Europejskiej Destination Earth.
Destination Earth – projekt Ziemii 2.0 brzmi jak tytuł filmu lub gry komputerowej? Nic bardziej mylnego, choć Destination Earth może przypominać trochę grę! Pod tą nazwą kryje się flagowa inicjatywa Komisji Europejskiej mająca na celu pomóc ludzkości zmagać się ze skutkami katastrofy klimatycznej, a choćby zapobiec kolejnym zmianom. Wszystko dzięki wysoce wyspecjalizowanemu, niezwykle dokładnemu cyfrowemu bliźniakowi naszej planety. Będzie to model planety, za pomocą którego naukowcy będą mogli monitorować, symulować i przewidywać interakcje pomiędzy zjawiskami naturalnymi a działalnością człowieka.
– Digital Earth użytkownikom lepiej ocenić i monitorować, jak zmienia się pogoda i klimat. – opowiada dr Irina Sandu (Europejskie Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody) w wywiadzie TechXpert Talks.
Po co Ziemi cyfrowy bliźniak?
Jak wycinka lasów wpłynie na globalne ocieplenie? Czy da się zaplanować zależną od pogody energię odnawialną tak, by uniknąć przerw w dostawach? Jak zmieni się jakość powietrza, gdy ograniczymy użycie samochodów spalinowych? Dzięki powstałemu modelowi naukowcy będą mogli wypróbować różne scenariusze reakcji na zmiany klimatu i zaproponować rozwiązania, które pomogą przetrwać ludzkości. Efektem końcowym będzie zatem nie tylko cyfrowa ziemia pokazująca konkretne przykłady katastrof, ale też pozwalająca testować wpływ różnych ludzkich zachowań na stan planety.
– Destination Earth poprawi nasze zrozumienie zmian klimatu i umożliwi wprowadzenie rozwiązań na poziomie globalnym, regionalnym i lokalnym. Inicjatywa ta jest wyraźnym przykładem, iż nie możemy walczyć ze zmianami klimatu bez technologii cyfrowych. Na przykład cyfrowe modelowanie Ziemi pomoże przewidzieć poważną degradację środowiska z bezprecedensową wiarygodnością – wyjaśnia Margrethe Vestager, wiceprzewodnicząca wykonawcza ds. Europy na miarę ery cyfrowej.
Ziemia 2.0
Prace nad cyfrowym bliźniakiem Ziemi już trwają. Projekt rozwija się dzięki możliwościom, jakie niesie ze sobą sztuczna inteligencja, obliczenia chmurowe i superkomputery.
– Dzięki Destination Earth wykorzystujemy mocne karty Europy. Od sztucznej inteligencji, chmur obliczeniowych, szybkich sieci łączności po nasz udany program obserwacji Ziemi Copernicus i nasze wiodące na świecie superkomputery EuroHPC, łączymy nasze atuty, aby uczynić naszą przyszłość bardziej bezpieczną – wyjaśnił Thierry Breton, komisarz ds. rynku wewnętrznego Unii Europejskiej.
Do stworzenia Destination Earth wykorzystywane będą usługi High Performance Computing (HPC) lokalizowane w całej Europie w ramach projektu EuroHPC. Jedno z takich urządzeń powstaje w Krakowie (przeczytaj artykuł: „Jak nowy superkomputer w Krakowie zmieni polski biznes?”). Oprócz komputerów o ogromnej mocy i zaawansowanych algorytmów AI, niezbędne do powstania wirtualnej ziemi są dane. Te zostały zebrane z połączenia: istniejących wcześniej europejskich zasobów danych programu Copernicus, zasobów danych trzech podmiotów wdrażających Destination Earth (Europejskiej Agencji Kosmicznej, Europejskiej Organizacji Eksploatacji Satelitów Meteorologicznych oraz Europejskiego Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody), a także z innych źródeł. Do pozyskiwania danych służą między innymi satelity, drony, boje, czujniki sejsmiczne, czujniki pola uprawnego i wiele więcej. Wszystkie te dane zostaną zgromadzone w Data Lake (Jeziorze Danych).
Kto skorzysta na Digital Earth?
Co ważne, końcowy projekt ma zostać udostępniony nie tylko naukowcom, ale też użytkownikom chcącym sprawdzić analizy dotyczące regionu ich zamieszkania czy przeprowadzić symulacje efektów społeczno-ekonomicznych konkretnych działań, na przykład tych proponowanych przez polityków. Osoby odpowiedzialne za zarządzanie miastami będą mogły lepiej rozplanować kolejne inwestycje. Rolnicy dowiedzą się, jak jeszcze lepiej nawadniać i nawozić uprawy, a ambitne projekty wymagające przewidywania wielu czynników będą mogły zostać zasymulowane w bezpiecznych warunkach. Dzięki Digital Earth poprawimy także naszą wiedzę dotyczącą lokalizacji źródeł zielonej energii. A to tylko niektóre z możliwości cyfrowego bliźniaka!
Kiedy powstanie cyfrowy bliźniak Ziemi?
Pierwsza faza implementacji projektu ma zacząć się w połowie 2024 roku i potrwać dwa i pół roku. W jej ramach powstanie rdzeń aplikacji, w którym dane jeszcze nie będą ze sobą powiązane, ale zaprezentują ogólny zarys projektu.
– Następny etap jest właśnie omawiany – wyjaśnia dr Peter Bauer (Europejskie Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody). – Musimy stworzyć coś, co możemy zademonstrować na podstawie specyficznych, konkretnych przypadków użycia.
– Pierwszy etap skupi się na ekstremalnych zjawiskach pogodowych i zmianach klimatu – dodaje dr Sandu. – Pozwoli on użytkownikom na interaktywne badanie różnych części systemu ziemskiego, aby lepiej ocenić i monitorować jak zmienia się pogoda i klimat, ale także aby wymyślić środki adaptacyjne dla ważnych sektorów, takich jak na przykład energia odnawialna – wyjaśnia.
Kolejne etapy będą rozwijały projekt o następne funkcjonalności, aż do stworzenia idealnego cyfrowego bliźniaka Ziemi.
Według założeń stworzenie idealnego modelu ma zająć od 7 do 10 lat. Wszystko w jednym celu – by do 2050 roku Europa była pierwszym neutralnym klimatycznie kontynentem na Ziemi.
Czy starczy nam czasu? Czy do tej pory klimat się zmieni tak diametralnie, iż nie będzie odwrotu? Według danych podawanych przez Komisję Europejską w ostatnich 10 latach na Ziemi wystąpiło 4000 naturalnych klęsk żywiołowych. W Europie każdego roku 400 tysięcy ludzie umiera przedwcześnie z powodu zanieczyszczeń powietrza. Z drugiej jednak strony widzimy też przykłady pozytywnych zmian na rzecz klimatu. W 2021 roku 33% energii elektrycznej w Unii Europejskiej pochodziło z odnawialnych źródeł energii. Panele fotowoltaiczne są coraz popularniejszym widokiem na polskich wsiach. A Unia Europejska właśnie ustanowiła zakaz samochodów spalinowych od 2035 roku.
Czy mamy na to czas?
Czy przetrwamy? Innej opcji na razie nie mamy. Choć eksplorujemy kosmos coraz śmielej, to ciągle nie odnaleźliśmy planety, na którą moglibyśmy się ewakuować. Dlatego każdy z nas powinien zaangażować się w ochronę planety na miarę swoich możliwości. Możesz to zrobić choćby teraz, nie odchodząc od komputera! Jak? Realizując 7 postanowień technologicznych pomagających zadbać o planetę.
