Створено цифрову копію Землі з точністю до одного кілометра, яку охрестили "святим Граалем" у сфері кліматології.

У свіжому дослідженні науковці досягли значного прогресу у сфері моделювання клімату нашої планети. Їм вдалося розробити цифрову копію Землі з роздільною здатністю близько одного кілометра.

Прогнози погоди, на жаль, не надійні, а моделювання клімату -- тим більше. Однак їхня зростаюча здатність передбачати, що піднесе людям природа, багато в чому зумовлена двома факторами: сучаснішими й досконалішими моделями та збільшеною обчислювальною потужністю. У новому дослідженні вчені, як вважається, зробили прорив у нашій здатності передбачати, як зміниться погода і клімат Землі загалом у майбутньому, пише Science Alert.

У Фокус. Технології тепер має власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших подій у сфері науки!

У новому дослідженні, яке очолює Даніель Клоке з Інституту Макса Планка в Німеччині, науковці створили те, що деякі експерти у сфері кліматичного моделювання вважають "святим Граалем" цієї дисципліни. Їм вдалося розробити модель із роздільною здатністю майже одного кілометра — точніше, 1,25 км на одну модельну ділянку. Ця модель інтегрує прогнози погоди з аналізом зміни клімату на планеті.

Згідно з оцінками, вся суша та водні простори на Землі складаються з 336 мільйонів осередків. Автори дослідження додали таку ж кількість "атмосферних" осередків, що розташовуються безпосередньо над наземними, в результаті чого загальна кількість обчислених осередків досягла 672 мільйонів. Для кожного з цих осередків було створено низку взаємопов'язаних моделей, які відображають ключові динамічні системи планети. Вони були поділені на дві основні категорії: швидкі та повільні.

Слід зазначити, що швидкісні системи охоплювали енергетичний та водний цикли — простими словами, це означає погоду. Для ефективного моніторингу цих процесів модель має володіти надзвичайно високою роздільною здатністю, наприклад, 1,25 км, що забезпечується новою системою. Вчені використовували модель ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON), яка була розроблена Німецькою метеорологічною службою у співпраці з Інститутом метеорології Товариства Макса Планка.

Поступові зміни охоплюють вуглецевий цикл, трансформації в біосфері та геохімію океанів, а отже, й клімат. Ці явища, як відомо, відображають довгострокові тенденції, які розвиваються протягом багатьох років або навіть десятиліть.

За словами вчених, поєднання цих двох швидких і повільних процесів -- справжній прорив, оскільки типові моделі, що включають такі складні системи, були б обчислювально-розв'язні тільки за роздільної здатності понад 40 км.

Автори дослідження зазначають, що у своїй роботі вони об'єднали глибоку програмну інженерію з безліччю сучасних комп'ютерних чипів. Модель, покладена в основу більшої частини цієї роботи, спочатку була написана на Фортрані -- прокляття для всіх, хто намагався модернізувати код, написаний до 1990 року.

З моменту розробки модель була доповнена безліччю додаткових функцій, що ускладнювало її використання в сучасній обчислювальній архітектурі. У результаті вчені використовували фреймворк, що обробляє дані способами, сумісними з сучасними системами.

Цю інноваційну систему було продемонстровано за допомогою двох суперкомп'ютерів JUPITER і Alps, розташованих у Німеччині та Швейцарії відповідно. Обидва комп'ютери використовують новітній чип GH200 Grace Hopper від Nvidia. На жаль, це також свідчить про те, що моделі такої складності не з'являться найближчим часом на вашій місцевій метеостанції.

Нагадуємо, що раніше ми обговорювали можливість уникнення найтяжчих сценаріїв майбутнього для нашої планети та людства: які рішення пропонують науковці.

Раніше Фокус повідомляв про виявлення планети-близнюка Землі, яка обертається навколо свого Сонця. Проте існує проблема, що стосується однієї з півкуль.