علماء يبتكرون توأمًا رقميًا للأرض بدقة كيلومتر واحد (فيديو)
حقق فريق من الباحثين بقيادة دانيال كلوك في معهد ماكس بلانك للأرصاد الجوية في ألمانيا إنجازًا علميًا غير مسبوق، بتطوير توأم رقمي للأرض بدقة تقارب كيلومترًا واحدًا.
ويُوصف النموذج الجديد، الذي أُطلق عليه لقب "الكأس المقدسة" لعلم المناخ، بأنه يحاكي كوكب الأرض بدقة مذهلة من خلال شبكة مكونة من 672 مليون خلية حاسوبية تشمل اليابسة والمحيطات والغلاف الجوي.
وتبلغ دقة كل خلية نحو 1.25 كيلومتر مربع، ما يتيح متابعة التغيرات الجوية والبيئية بدقة غير مسبوقة، ويوفر أدوات أكثر فعالية لفهم المناخ والتنبؤ بالطقس.
دمج الطقس والمناخ في نظام واحد
,اعتمد الباحثون في تطوير التوأم الرقمي للأرض على نموذج ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON)، الذي يجمع بين الأنظمة السريعة للأرض مثل: دورات الطاقة والمياه، والأنظمة البطيئة مثل: دورة الكربون وتغيرات الغلاف الحيوي والمحيطات.
ويوضّح الباحثون أن معظم النماذج السابقة لم تكن تتجاوز دقة 40 كيلومترًا، ما جعل من المستحيل تتبّع الظواهر الدقيقة مثل العواصف المحلية أو تغيرات التيارات البحرية الصغيرة؛ أما الآن، فبات بالإمكان رصد هذه التفاصيل بدقة تصل إلى كيلومتر واحد فقط.
ولتحقيق هذه الدقة الفائقة، استخدم الفريق 20,480 رقاقة فائقة من طراز GH200 Grace Hopper التي تجمع بين معالجات ARM ووحدات معالجة الرسومات من "إنفيديا"، لتوزيع العمليات بين الحسابات الجوية السريعة والدورات البيئية البطيئة.
وبفضل هذا النظام، استطاع الفريق محاكاة 145 يومًا من مناخ الأرض في يوم واحد فقط، مع أكثر من تريليون متغير حسابي في الوقت نفسه، رقم لم يسبق أن تحقق في أي نموذج مناخي من قبل.
إنجاز علمي ضخم
ويُظهر التوأم الرقمي للأرض كيف يمكن للعلماء تتبّع التغيرات المناخية بدقة فائقة تشمل الغيوم والعواصف والتيارات المحيطية وتوزيع الكربون في الغلاف الجوي.
اقرأ أيضا: تفاصيل عاصفة شمسية جديدة تقترب من الأرض
ومع ذلك، يُشير الباحثون إلى أن تشغيل مثل هذا النموذج يتطلب قوة حوسبة هائلة لا تتوفر سوى في الحواسيب العملاقة، مثل جهازي "جوبيتر" في ألمانيا و"ألبس" في سويسرا، اللذين استُخدما في هذه التجربة.
ورغم أن النموذج لن يكون متاحًا في محطات الأرصاد التقليدية قريبًا، إلا أنه يُعدّ إنجازًا تاريخيًا في محاكاة الأرض رقميًا، ويمثل قفزة علمية نحو عصر تتكامل فيه الذكاء الاصطناعي والحوسبة الفائقة لخدمة الكوكب.
