Crean un gemelo digital de la Tierra

Altavozmx

¿Por qué motivo? Los científicos están diseñando este mundo virtual para simular la evolución del sistema climático en nuestro planeta.

Como recordaremos, para volverse climáticamente neutral de aquí al año 2050, la Unión Europea programó dos programas muy concretos y bastante ambiciosos: “Green Deal” y “Digital Strategy”. Para que sean llevados a cabo de forma exitosa, los científicos del clima y los informáticos han lanzado la iniciativa “Destino Tierra”, que comenzará a mediados de este mismo año, 2021, y se espera que dure hasta diez años. Durante todo este tiempo, los científicos irán creando un modelo digital de alta precisión de la Tierra; un gemelo digital del planeta, con objeto de mapear el desarrollo climático y los eventos extremos con la mayor precisión posible en el espacio y el tiempo.

Este ‘gemelo digital’ de la Tierra se utilizará, por tanto, para predecir los eventos futuros causados ​​por el cambio climático para ayudar a los líderes mundiales a prepararse mejor de lo que lo están haciendo ahora.

El gemelo digital terrestre está siendo desarrollado por científicos europeos y la Universidad ETH Zurich (Suiza). Según los expertos, el algoritmo de aprendizaje automático desarrollará y probará simulaciones hasta 2050. El modelo virtual también predecirá todos los procesos “de la manera más realista posible”, incluida la influencia de los seres humanos en la gestión del agua, los alimentos y la energía y los procesos en el sistema físico terrestre.

“Si alguien está planeando un dique de dos metros de altura en los Países Bajos, por ejemplo, puedo analizar los datos de mi gemelo digital y comprobar si es muy probable que el dique todavía proteja contra los eventos extremos previstos en 2050”, explica Peter Bauer, subdirector de Investigación del Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo (ECMWF) y co-iniciador de Destination Earth, a la revista Nature Computational Science que recoge el estudio.

¿Cómo funcionará exactamente?

Aunque aún está en fase de desarrollo, esta Tierra virtual se diseñará con observaciones en tiempo real, como imágenes de satélite y pronósticos meteorológicos. El gemelo digital permitirá simulaciones de alta resolución que representan los procesos complejos de todo el sistema terrestre. Pero para lograr esto, los códigos de los programas de simulación deben adaptarse a las nuevas tecnologías. Así, gracias a la inteligencia artificial, que permite acelerar las simulaciones y filtrar la información importante en grandes cantidades de datos, será posible este gemelo virtual a gran escala que, según los expertos, requeriría un sistema con alrededor de 20.000 GPU, que consumiría aproximadamente 20MW de energía.


“La fusión de simulación-observación se realiza en el espacio y en una ventana de tiempo en el que el modelo asegura que se produce la evolución óptima y físicamente consistente aceptando que las observaciones no miden todas las variables de estado en todas partes todo el tiempo. Esta optimización tiene una enorme huella informática, ya que el estado del sistema terrestre comprende miles de millones de grados de libertad y se ocupa de un sistema no lineal y caótico”, aclaran los autores.


Este proyecto está impulsado por el ECMWF, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT). Junto con otros científicos, Bauer está impulsando la ciencia climática y los aspectos meteorológicos del gemelo digital de la Tierra, pero también confían en los conocimientos técnicos de los informáticos de ETH Zurich y el Centro Nacional de Supercomputación de Suiza (CSCS). Una auténtica asociación entre ciencias de la tierra y ciencias informáticas.

Referencia: Peter Bauer et al. The digital revolution of Earth-system science, Nature Computational Science (2021). DOI: 10.1038/s43588-021-00023-0 A digital twin of Earth for the green transition. Nat. Clim. Chang. 11, 80–83 (2021). DOI: 10.1038/s41558-021-00986-y