地球的数字副本可以帮助科学家更好地模拟我们星球的未来,并找到解决气候变化造成的问题的方案。
这个名为“数字孪生地球”的先进模型正在由欧洲航天局(ESA)及其合作伙伴基于来自地球观测卫星和地面传感器的的数据和图像进行开发。为了可靠运行,该项目将需要新的先进人工智能算法和强大的超级计算机,这些目前正在开发中。
欧空局及其合作伙伴在 之前讨论了他们的进展
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联合国气候变化大会COP26,这是一个为期两周的活动,目前正在苏格兰格拉斯哥举行。
欧空局启动了
数字孪生地球 项目于2020年启动,并邀请了来自欧洲各地的研究人员和科技公司在10月11日至10月15日举行的PhiWeek活动期间展示他们的进展。
这个行星级大型模型的目标是模拟各种自然过程和人类活动对地球的影响,并模拟未来演变的场景。例如,科学家们可能能够模拟在特定地区用可再生能源发电厂取代化石燃料能源发电如何改变大气中 的
温室气体 浓度,以及这种转变反过来如何影响 海平面上升 的速度。
在PhiWeek会议上,欧空局的合作伙伴介绍了几个局部模型,即专注于 地球 各个区域或地球子系统的小规模“孪生体”。
地球 或地球的子系统。
例如,爱丁堡大学苏格兰分校的科学家团队正在领导开发南极洲的数字模型。
科学家们在一份声明中表示,南极洲拥有地球上60%的淡水。
在一份声明中。如果所有冰都融化,全球海平面将上升惊人的190英尺(58米)。数字孪生体将帮助研究人员更好地了解冰盖的状态并研究融化过程。
爱丁堡大学的冰冻圈科学家诺埃尔·古尔梅伦在欧空局的声明中说:“通过利用卫星观测、数值模拟和人工智能,我们构建了南极冰盖系统的孪生体,包括其水文、周围海洋、大气和生物圈。” “我们利用南极孪生体来追踪冰盖上和冰盖下融水的下落,并探索边缘冰架如何在各种水文情景下融化。”
其他局部孪生体侧重于意大利北部波河盆地的水文和非洲的干旱建模。
由法国国家海洋科学研究所开发的数字孪生海洋,着眼于大气变化与海洋行为之间的相互作用。科学家们将使用这个模型来研究所谓的北极放大效应,这是一种鲜为人知的现象,即北极地区的变暖速度是世界其他地区的两倍。
这些模型的设计目的是即使对于不具备地球观测和气候建模高级技术知识的用户也能轻松访问。研究人员表示,政策制定者应该能够使用这些模型来可视化生态系统的变化,并模拟各种决策的后果。
例如,数字孪生食物系统模拟了农业活动如何干扰更广泛的自然系统,但也模拟了气候变化对粮食生产的影响。
森林数字孪生旨在创建最详细和最真实的全球森林覆盖模型,并研究森林在地球生命中发挥的各种功能,包括储存导致气候变暖的二氧化碳。
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