Projekt Destination Earth: Nové digitální dvojče Země výrazně zpřesní předpověď počasí

Data o vývoji počasí na Zemi nyní dodávají hlavně meteorologické družice Zdroj: istock.com

Evropská unie dokončuje ambiciózní plán digitálního dvojčete planety Země, které by s nečekanou přesností simulovalo atmosféru, oceán, ledovou pokrývku Země, a poskytovalo tak předpovědi povodní, sucha a požárů na dny až roky dopředu.

Destination Earth, jak se projekt nazývá, tím ale nekončí: Pokusí se také zachytit lidské chování, zobrazit dopady povětrnostních jevů a změn klimatu na společnost a měřit účinky různých přístupů ke klimatu.

Celá planeta bude v modelu vykreslena pomocí boxů o průměru 1 kilometr, tedy v měřítku mnohonásobně podrobnějším, než nabízejí dosavadní klimatické modely. Díky tomu dokáže Destination Earth založit své předpovědi na mnohem podrobnějších datech v reálném čase. Projekt bude zahájen v roce 2021 a poběží na jednom ze tří superpočítačů momentálně instalovaných ve Finsku, Itálii a Španělsku.

Ve hře jsou superpočítače ve třech zemích

Destination Earth stojí na ramenou projektu Extreme Earth navrženého Evropským střediskem pro střednědobé předpovědi počasí (ECMWF). Smyslem programu, který původně pracoval s rozpočtem jedné miliardy eur, je nepřipustit zaostávání Evropské unie za Čínou, Japonskem a Spojenými státy ve stavbě superpočítačů. Ty by měly být schopné uskutečnit 1 miliardu miliard výpočtů za sekundu.

In partnership with @Atos, we are opening a Center of Excellence in #HPC, #AI, and #Quantum Computing for Weather & Climate to support our work on medium- and long-range weather prediction and global climate modelling: https://t.co/IXkuyFPdoH @CopernicusECMWF pic.twitter.com/6ZuiHGHlRL
— ECMWF (@ECMWF) October 5, 2020

Typické klimatické modely běží v rozlišení 50 nebo 100 kilometrů, a dokonce i ty nejlepší, jako je evropský model od ECMWF, pracují s 9 kilometry. Rozlišení nového modelu 1 km umožní přímo vykreslovat proudění a vertikální přenos tepla důležitý pro tvorbu mraků a bouří, místo aby se jako dosud spoléhal na algoritmickou aproximaci. „Říkám tomu třetí dimenze klimatického modelování,“ vysvětluje klimatolog Bjorn Stevens z meteorologického institutu Maxe Plancka. Model bude také dostatečně přesně simulovat oceán, aby zachytil chování vírů, které jsou důležitými nosiči tepla a uhlíku.

Sledovat se budou i přesuny obyvatelstva

V Japonsku už předběžné modelování globálního klimatu v rozlišení 1 kilometr ukázalo, že přímá simulace bouří a vírů vede k lepším krátkodobým předpovědím srážek. Měly by se ale zlepšit i klimatické předpovědi na období měsíců i let.

To nicméně není všechno. Model bude navíc v reálném čase zahrnovat data mapující znečištění atmosféry, růst plodin, lesní požáry a další jevy, které ovlivňují počasí a podnebí. Měl by také obsahovat údaje o chování společnosti, jako je spotřeba energie, dopravní vzorce, a dokonce pohyb obyvatelstva monitorovaný pomocí mobilních telefonů.