Учени създадоха „цифров близнак“ на Земята – те ще симулират природни бедствия върху него

В отговор на нарастващата заплаха от природни бедствия учени, подкрепени от Европейската космическа агенция (ЕКА) разработиха „цифров близнак“ на Земята. Това по същество представлява иновативен модел за симулиране на природни бедствия. Този проект ще даде възможност да се разберат по-добре и да се предотвратят реалните рискове, свързани с изменението на климата. Това ще бъде постигнато с модулация на различни климатични условия и тяхното въздействие върху нашата планета.

Земята не би могла да оцелее без водата, която заема 71% от цялата ѝ повърхност. Океаните съставляват приблизително 97% от тази цифра. Кръговратът на водата в природата е изключително сложен процес, дължащ се на непрекъснато променящия се климат, който се влияе и от човека. Ето защо прогнозирането на природни бедствия като наводнения, свлачища и суши изисква създаването и анализирането на модели с възможно най-много данни с висока резолюция, обхващащи всеки сантиметър от планетата. От най-високите планински върхове до най-дълбоките водни дълбини.

Проектът за създаване на „цифров близнак“ на Земята има за цел да предостави на учените инструмент, който може да се използва за въвеждане на нови данни в модела и за симулиране на сценарии за природни бедствия в различни среди по света. Това ще даде възможност да се наблюдават потенциалните рискове, които биха могли да възникнат по време на свлачища или други бедствия, сякаш те се случват в реално време.

Това от своя страна ще помогне за по-добра подготовка за евентуални опустошителни събития в бъдеще.

Разработването на такъв модел изисква огромни усилия от страна на учените. Те използват данни от спътници, включително измервания на влажността на почвата, валежите, дълбочината на снега, изпарението и речния поток, събирани през определени интервали от време. Тези данни предоставят подробна картина на динамиката на тези променливи на планетата. Модел, съдържащ данни с висока разделителна способност може да служи като интерактивен инструмент за учените.

„Моделирането на Земята с висока разделителна способност е много трудно. Така че идеята е първо да се съсредоточим върху конкретна цел. Това е идеята зад проекта, който разработихме – цифрови близнаци за изучаване на водния цикъл на Земята в Средиземноморския басейн. Целта ни е да създадем система, която да позволява на неспециалисти, включително на вземащите решения и гражданите, да извършват интерактивно моделиране.“

казва Лука Брока от Националния съвет за научни изследвания на Италия (CNR), който е водещ автор на изследването

За да се подобри точността и надеждността на „цифровия близнак“ на Земята, проектът предвижда използването на изкуствен интелект (ИИ). Използването на ИИ ще сведе до минимум грешките, произтичащи от атмосферните колебания по време на събирането на сателитните данни. Предполага се, че ИИ, ефективно обучен на съответните данни ще може да работи като допълнителен инструмент за анализ, като усъвършенства моделите в реално време.

Това не само ще подобри точността на прогнозите, но и ще оптимизира времето, необходимо за аналитична обработка на данните. По този начин ще се освободят ресурси за други важни задачи, свързани с изследването на климата. Примери за приложения на изкуствен интелект в прогнозирането на времето и на горските пожари вече демонстрират значителните ползи от този подход, като потвърждават неговата ефективност и обещание за осъществяване на проекта за цифров близнак на Земята.

Изследването е публикувано днес в списание Frontiers in Science.