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Des scientifiques vont développer un « jumeau numérique » de notre planète - Trust My Science

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Feb 25, 2021 2 mins, 34 secs

Créer un jumeau numérique de la Terre consiste à simuler le système terrestre de manière complète, à haute résolution, afin de déterminer les tendances météorologiques et climatiques à venir.

Ces travaux seront menés par une équipe du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, en collaboration avec des informaticiens de l’École polytechnique fédérale de Zürich.

Ce jumeau numérique de la Terre est au cœur de l’initiative « Destination Terre », qui vise à améliorer radicalement les capacités de l’Europe en matière de prévision des phénomènes météorologiques extrêmes, de mesure de l’incidence du changement climatique et de gestion des catastrophes naturelles et environnementales.

Ainsi, ce jumeau numérique devrait, à terme, représenter quasiment tous les processus à la surface de la Terre de la manière la plus réaliste possible, y compris l’influence des humains sur la gestion de l’eau, de la nourriture et de l’énergie, et les processus du système terrestre physique.

« Si vous prévoyez une digue de deux mètres de haut aux Pays-Bas, par exemple, je peux parcourir les données de mon jumeau numérique et vérifier si la digue protégera vraisemblablement encore contre les événements extrêmes prévus en 2050 », explique Peter Bauer, directeur adjoint de la recherche au Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) et co-initiateur de Destination Terre.

Pour Bauer, il était indispensable que les experts en sciences de la terre et en informatique collaborent pour mener à bien ce projet.

Les chercheurs de l’ECMWF ont donc travaillé avec des scientifiques de l’ETH Zurich et du Centre suisse de calcul scientifique (CSCS) ; ensemble, ils proposent des mesures concrètes qu’ils aimeraient utiliser pour faire avancer cette « révolution numérique des sciences du système terrestre ».

Les modèles climatiques actuels représentent déjà un large ensemble de processus physiques, mais négligent généralement les processus de plus petite échelle, qui sont pourtant essentiels pour établir des prévisions météorologiques précises.

Les modèles climatiques doivent représenter des cycles fermés et stables de l’énergie, de l’eau et des constituants au détriment des détails des processus à petite échelle ; les modèles météorologiques, en revanche, ont besoin de ce niveau de détail pour fournir des prévisions localement précises, mais choisissent d’exclure les processus du système terrestre qui sont moins pertinents à des échelles de temps quotidiennes.

Le jumeau numérique vise à répondre à ces deux besoins et devrait aller beaucoup plus loin en termes de précision et de masse de données traitées : les chercheurs ambitionnent de créer une cartographie au kilomètre carré (tandis que les modèles climatiques et météo qui quadrillent le globe aujourd’hui ont des mailles plus larges, de dizaines ou centaines de kilomètres carrés).

Elle pourrait notamment être utilisée pour collecter, filtrer et traiter les données d’observation, ou représenter les processus physiques incertains.

Les chercheurs pensent que l’apprentissage automatique peut non seulement rendre les calculs plus efficaces, mais peut également aider à décrire les processus physiques plus précisément.

Les chercheurs estiment que l’exploitation d’un jumeau numérique à pleine échelle nécessiterait un système équipé d’environ 20’000 GPU, consommant environ 20 MW d’énergie.

Summarized by 365NEWSX ROBOTS

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