Las presiones antropogénicas sobre el medio están encaminando a la Tierra hacia un clima más hostil en que el inundaciones, sequías y grandes tormentas impactarán de forma más frecuente y notable en todos los sectores de la sociedad, produciendo pérdidas de valor incalculables.
Debido a que esa realidad parece estar más cerca que nunca, una de las prioridades de las instituciones europeas, al igual que las españolas, gira entorno a la perfección de nuestra comprensión climática con el fin de anticiparnos a todos esos escenarios climáticos que están por venir.
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.
Un gemelo digital climático: un proyecto revolucionario
En Dynatec ya hemos hablado en diversas ocasiones sobre los gemelos digitales y sus diferentes aplicaciones, por eso, la idea no es nueva y, de hecho, aparte de ser utilizada en sectores industriales, también se utiliza en fisiología e inmunología para crear “gemelos digitales” de los pacientes que ayuden a los médicos a simular distintos tratamientos con modelos muy precisos actualizados a tiempo real con decenas de datos clínicos. Sin embargo, lo que quiere hacer el equipo suizo va mucho más allá.
Los científicos han sido capaces de unir las ciencias medioambientales con las ciencias computacionales y ha publicado.
Según podemos leer en Nature Computational Science el proyecto revisará los modelos de predicción del clima y del tiempo vigentes.
Uno de los protagonistas de la Week 2020 de la ESA fue el proyecto Destination Earth, una herramienta que utilizará tecnología computacional cuántica que pretende crear un gemelo digital de la Tierra con datos de alto valor científicos y social
La iniciativa europea Destination Earth creará un ‘gemelo digital’ de nuestro planeta que servirá para monitorizar y simular la actividad natural y humana, con el objetivo de predecir la futura evolución de la Tierra. Servirá para simular los efectos del cambio climático, el estado de los océanos, la criosfera, la biodiversidad, el uso de la tierra y los recursos naturales. Por ello, ayudará en la adecuada toma de decisiones para una mejor gestión planetaria.
Este proyecto destacará, en gran parte, por el uso masivo de tecnología computacional cuántica, suministrada principalmente por la ESA: EOP AI-enhanced Quantum Initiative for EO (Iniciativa Cuántica mejorada por IA para Observación de la Tierra de EOP), una iniciativa presentada esta semana por Josef Aschbacher, director de los programas de Observación de la Tierra de la ESA, en la Φ-Week.
El gemelo terrestre será un sistema informático mucho más sofisticado. No solo porque el objetivo (simular el clima y el tiempo atmosférico en toda la Tierra), sino porque la cantidad de datos a tiempo real que tendría que integrar el modelo no tienen parangón en nada que se haya hecho hasta ahora en el campo: los investigadores calculan que se necesitarían 20.000 GPUs y consumiría 20 megavatios de energía.
Destination Earth
Según la Comisión Europea (CE), los usuarios de Destination Earth podrán acceder a grandes cantidades de información natural y socioeconómica con el fin de:
- Monitorizar con información actualizada el estado de salud del planeta. Podrán estudiar los efectos del cambio climático, estado de los océanos, criosfera, biodiversidad, usos de la tierra, entre otros datos.
- Realizar simulaciones dinámicas de alta precisión de los sistemas naturales de la Tierra, como los océanos, costas o atmósfera.
- Mejorar las capacidades de modelado y predicción con los que se pueda, por ejemplo, anticipar y planificar medidas en caso de huracanes y otros eventos climáticos extremos.
- Apoyar la formulación y aplicación de políticas de la UE, por ejemplo, para evaluar el impacto y la eficiencia de la política medioambiental y las medidas legislativas pertinentes.
- Reforzar las capacidades industriales y tecnológicas de Europa en simulación, modelado, análisis de datos predictivos e Inteligencia Artificial (IA), así como informática de alto rendimiento.
Primeros gemelos digitales sobre clima y adaptación
En los dos primeros años se desarrollarán los dos primeros Gemelos Digitales. Se tratará, en primer lugar, de un Gemelo Digital referido a extremos inducidos por el clima y geofísicos. Proporcionará capacidades y servicios para la evaluación y predicción de extremos ambientales con una resolución espacial muy alta y un apoyo cercano a la toma de decisiones en tiempo real a escala continental, nacional, costera, de captación y de ciudad en respuesta a extremos meteorológicos, hidrológicos y de calidad del aire.
El segundo Gemelo se referirá a Adaptación al Cambio Climático. Este se conectará al primer Gemelo Digital y proporcionará capacidades y servicios en apoyo de las políticas de adaptación climática y pruebas de escenarios de mitigación en escalas de tiempo decenales con el objetivo de un avance real a nivel de confiabilidad a nivel local, regional y nacional.
El seguimiento preciso de los cambios durante las últimas décadas (a través de la totalidad de los datos históricos de observación de la Tierra) combinado con el modelado avanzado del sistema terrestre formará la base para comprender las causas y explicar los mecanismos de retroalimentación del cambio, y así predecir las posibles trayectorias de evolución.
Inteligencia artificial
En paralelo, se establecerán modelos digitales impulsados por IA para ciudades y comunidades inteligentes, lo que permitirá un avance en la digitalización de estos territorios. El programa llegará a su término en 2030, con la oferta de un gemelo digital completo de la Tierra.
Inicialmente, DestinE se dirige a profesionales del sector público, pero posteriormente evolucionará para abarcar una base de usuarios más amplia dentro de las comunidades científicas y del sector privado.
Estrategia digital europea
Los Sistemas de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (STIC) tienen un papel fundamental para lograr el cumplimiento de los objetivos del Pacto Verde Europeo. La Unión Europea reconoce el papel transversal que desempeñan dichas tecnologías en el logro de los objetivos climáticos e identifica algunas iniciativas para comenzar a abordar los desafíos futuros. Destination Earth es una de ellas y se engloba dentro de la ambiciosa estrategia que la Unión Europea ha abordado para mejorar sus capacidades digitales a través del programa Europa Digital para el período 2021-27.
La Agencia Estatal de Meteorología participa en la iniciativa como referente nacional en materia de meteorología y climatología, y además colaborará con la Secretaria de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial para alcanzar los objetivos del Programa Europeo Digital en España.
Después de esta fase inicial, se realizarán talleres con distintos científicos y en el 2023 se espera que pueda lanzarse una plataforma operativa con los dos primeros gemelos digitales de la Tierra. Para el 2025 se formalizarán otros dos gemelos más y se comenzará a ofrecer servicios a los usuarios del sector público “con el fin de desarrollar, monitorear y evaluar el impacto de las políticas y medidas legislativas propuestas sobre el medio ambiente y el clima”.
A partir de ese momento, y con un margen hasta el 2030, la CE espera que se cree un gemelo definitivo de la Tierra mediante una convergencia de los creados anteriormente y que sus datos puedan empezar a abrirse al público.
