地球數字副本能拯救世界免於氣候災難嗎?

我們地球的一個全新虛擬模型可能有助於解決長期存在的氣候不確定性

3D Rendering of a digital Earth.

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地球的數字副本可以幫助科學家更好地模擬我們星球的未來,並找到解決氣候變化造成的問題的方案。 

這個名為“數字孿生地球”的先進模型正在由歐洲航天局(ESA)及其合作伙伴基於來自地球觀測衛星和地面感測器的的資料和影像進行開發。為了可靠執行,該專案將需要新的先進人工智慧演算法和強大的超級計算機,這些目前正在開發中。 

歐空局及其合作伙伴在 之前討論了他們的進展


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聯合國氣候變化大會COP26,這是一個為期兩週的活動,目前正在蘇格蘭格拉斯哥舉行。 

歐空局啟動了 

數字孿生地球 專案於2020年啟動,並邀請了來自歐洲各地的研究人員和科技公司在10月11日至10月15日舉行的PhiWeek活動期間展示他們的進展。 

這個行星級大型模型的目標是模擬各種自然過程和人類活動對地球的影響,並模擬未來演變的場景。例如,科學家們可能能夠模擬在特定地區用可再生能源發電廠取代化石燃料能源發電如何改變大氣中 的

溫室氣體 濃度,以及這種轉變反過來如何影響 海平面上升 的速度。 

在PhiWeek會議上,歐空局的合作伙伴介紹了幾個區域性模型,即專注於 地球 各個區域或地球子系統的小規模“孿生體”。 

地球 或地球的子系統。 

例如,愛丁堡大學蘇格蘭分校的科學家團隊正在領導開發南極洲的數字模型。 

科學家們在一份宣告中表示,南極洲擁有地球上60%的淡水。 

在一份宣告中。如果所有冰都融化,全球海平面將上升驚人的190英尺(58米)。數字孿生體將幫助研究人員更好地瞭解冰蓋的狀態並研究融化過程。 

愛丁堡大學的冰凍圈科學家諾埃爾·古爾梅倫在歐空局的宣告中說:“透過利用衛星觀測、數值模擬和人工智慧,我們構建了南極冰蓋系統的孿生體,包括其水文、周圍海洋、大氣和生物圈。” “我們利用南極孿生體來追蹤冰蓋上和冰蓋下融水的下落,並探索邊緣冰架如何在各種水文情景下融化。”

其他區域性孿生體側重於義大利北部波河盆地的水文和非洲的乾旱建模。 

由法國國家海洋科學研究所開發的數字孿生海洋,著眼於大氣變化與海洋行為之間的相互作用。科學家們將使用這個模型來研究所謂的北極放大效應,這是一種鮮為人知的現象,即北極地區的變暖速度是世界其他地區的兩倍。

這些模型的設計目的是即使對於不具備地球觀測和氣候建模高階技術知識的使用者也能輕鬆訪問。研究人員表示,政策制定者應該能夠使用這些模型來視覺化生態系統的變化,並模擬各種決策的後果。

例如,數字孿生食物系統模擬了農業活動如何幹擾更廣泛的自然系統,但也模擬了氣候變化對糧食生產的影響。 

森林數字孿生旨在建立最詳細和最真實的全球森林覆蓋模型,並研究森林在地球生命中發揮的各種功能,包括儲存導致氣候變暖的二氧化碳。

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