Wissenschaftler werden ein digitales Doppel der Erde erstellen, um den Klimawandel zu simulieren

Um bis 2050 klimaneutral zu werden, hat die Europäische Union zwei ehrgeizige Programme auf den Weg gebracht: den Green Deal und DigitalStrategy. Als Schlüsselkomponente für eine erfolgreiche Umsetzung haben Klimawissenschaftler und Computerexperten die Initiative „Destination Earth“ ins Leben gerufen, die Mitte 2021 starten und voraussichtlich bis zu zehn Jahre dauern wird. In dieser Zeit soll ein hochpräzises digitales Modell der Erde entstehen – ein digitales Doppel der Erde, um die Entwicklung des Klimas und extreme Phänomene in Raum und Zeit möglichst genau abzubilden.

Beobachtungsdaten werden kontinuierlich in das digitale Double eingespeist, um das digitale Modell der Erde genauer zu machen, um die Evolution zu verfolgen und mögliche zukünftige Veränderungspfade vorherzusagen. Doch neben den Beobachtungsdaten, die typischerweise zur Modellierung von Wetter und Klima verwendet werden, wollen die Forscher auch neue Daten über relevante menschliche Aktivitäten in das Modell integrieren. Das neue Modell des Erdsystems wird nahezu alle Prozesse auf der Erdoberfläche so realistisch wie möglich abbilden, einschließlich des menschlichen Einflusses auf die Bewirtschaftung von Wasserressourcen, Nahrungsmitteln und Energie sowie Prozessen im physikalischen System.

Der digitale Zwilling soll ein Informationssystem sein, das Szenarien entwickelt und testet, die eine nachhaltigere Entwicklung aufzeigen und damit die Politik besser informieren.

Auch für die strategische Planung von Frischwasser- und Nahrungsmittelversorgungen oder Windparks und Solarparks soll das digitale Double zum Einsatz kommen.

Wissenschaftler sehen ihr strategisches Dokument als Ausgangspunkt auf dem Weg zu einem digitalen Doppel der Erde. Unter den heute verfügbaren und in naher Zukunft erwarteten Computerarchitekturen sind Supercomputer auf Basis von Grafikprozessoren (GPUs) die vielversprechendste Option. Die Forscher schätzen, dass ein vollständiger digitaler Zwilling ein System von etwa 20 GPUs erfordern würde, die etwa 000 MW Strom verbrauchen. Aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen muss ein solcher Computer an einem Ort betrieben werden, an dem CO20-neutral erzeugter Strom in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

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