Một bản sao kỹ thuật số của Trái đất có thể giúp các nhà khoa học lập mô hình tốt hơn cho tương lai của hành tinh chúng ta và tìm giải pháp cho các vấn đề do biến đổi khí hậu gây ra.
Mô hình cải tiến, được gọi là Digital Twin Earth, đang được Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và các đối tác phát triển dựa trên dữ liệu và hình ảnh từ các vệ tinh quan sát Trái đất và các cảm biến trên mặt đất. Để dự án hoạt động đáng tin cậy, sẽ cần có các thuật toán tiên tiến mới về trí tuệ nhân tạo và siêu máy tính mạnh mẽ đang được phát triển.
ESA đã khởi động dự án Digital Twin Earth vào năm 2020 và mời các nhà nghiên cứu cũng như công ty công nghệ từ khắp châu Âu trình bày tiến độ của họ trong một sự kiện có tên PhiWeek, diễn ra từ ngày 11 đến ngày 15 tháng . Mục đích của siêu mô hình hành tinh này là mô phỏng tác động của các quá trình tự nhiên khác nhau và các hoạt động của con người trên hành tinh và các kịch bản tiến hóa trong tương lai. Tại hội nghị PhiWeek, các đối tác của ESA đã trình bày một số mô hình từng phần - "cặp song sinh" quy mô nhỏ hơn dành riêng cho các vùng khác nhau của Trái đất hoặc các hệ thống phụ.
Ví dụ, một mô hình kỹ thuật số của Nam Cực đang được phát triển bởi một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Edinburgh ở Scotland. Trong tuyên bố của các nhà khoa học, người ta nói rằng 60% tổng lượng nước ngọt trên Trái đất nằm ở Nam Cực. Nếu toàn bộ lượng băng này tan chảy, mực nước biển toàn cầu sẽ tăng lên tới 58 m. Nhân đôi kỹ thuật số sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về trạng thái của dải băng và nghiên cứu quá trình tan chảy. Các cặp song sinh một phần khác tập trung vào thủy văn của lưu vực sông Po ở miền bắc nước Ý và mô hình hạn hán ở Châu Phi.
Bản song sinh đại dương kỹ thuật số, được phát triển bởi Viện Hải dương học Quốc gia ở Pháp, xem xét sự tương tác giữa những thay đổi trong khí quyển và hành vi của các đại dương. Các nhà khoa học sẽ sử dụng mô hình này để nghiên cứu cái gọi là tăng cường bắc cực, một hiện tượng ít được nghiên cứu khiến các vùng cực bắc ấm lên nhanh gấp đôi so với phần còn lại của thế giới.
Các mô hình được thiết kế để người dùng không có kiến thức kỹ thuật nâng cao trong lĩnh vực quan sát Trái đất và lập mô hình khí hậu có thể dễ dàng truy cập. Theo các nhà nghiên cứu, các nhà hoạch định chính sách có thể sử dụng các mô hình này để trực quan hóa những thay đổi trong hệ sinh thái và mô hình hóa hậu quả của các quyết định khác nhau.
Ví dụ, Digital Twin Food Systems mô hình hóa tác động của các hoạt động nông nghiệp đối với hệ thống tự nhiên, cũng như tác động của biến động khí hậu đối với sản xuất lương thực. Bản sao kỹ thuật số rừng được thiết kế để tạo ra mô hình che phủ rừng toàn cầu chính xác và thực tế nhất, đồng thời nghiên cứu các chức năng khác nhau của rừng đối với sự sống trên hành tinh, bao gồm lưu trữ carbon dioxide, góp phần làm khí hậu nóng lên.
Đọc thêm:
- Cuối năm 2022, ESA sẽ phóng kính thiên văn vũ trụ Euclid để tìm kiếm vật chất tối
- ESA đã công bố ngày phóng mới cho Kính viễn vọng Không gian James Webb