Här byggs en digital kopia av jorden – för klimatet

I EU-projektet Destination earth samarbetar ett stort antal organisationer över hela Europa för att till 2030 skapa en digital kopia, en så kallad digital tvilling, av jorden. Med hjälp av modellen ska användare kunna utforska hur en viss stad eller region påverkas av ett förändrat klimat.

– Det är ett väldigt ambitiöst projekt. Målet är att skapa ett redskap för olika beslutsfattare för att planera och anpassa samhället, säger Jenni Kontkanen, forskare vid det statliga finska it-serviceföretaget IT Center för forskning, CSC.

I ett första steg utvecklas två separata digitala tvillingar för klimatförändringar och extremväder. CSC ansvarar för den om klimatförändringar. Jenni Kontkanen förklarar att den bygger på en ”vanlig” klimatmodell. Men för att bli användbar på lokal nivå behöver den bli mer detaljerad. För att utföra klimatberäkningar delas atmosfären runt jorden in i ett tredimensionellt rutnät. Ju mindre bredd, längd och höjd på dessa rutor, desto högre blir precisionen.

– Traditionellt kan det handla om 100 kilometer, men vi strävar efter att komma ner på en kilometer. Just nu är fem kilometer mest realistiskt, men du behöver komma ner på den här skalan för att se lokala effekter, säger Jenni Kontkanen.

En förutsättning för så hög upplösning är tillgång till kraftfulla superdatorer. I Destination earth utnyttjas flera inom EU-nätverket Euro HPC. En av dessa är Europas snabbaste superdator LUMI, som drivs av CSC. Trots sin snabbhet tar det en dag för LUMI att simulera klimatet ett år med en upplösning på fem kilometer.

– Så om du vill simulera 30 år framåt så tar det en månad, säger Jenni Kontkanen.

Data från klimatmodellen måste sedan översättas till information som är användbar som beslutsunderlag. Klimatmodellen kopplas därför ihop med andra modeller som också körs på LUMI, som räknar ut vilken påverkan klimatförändringarna får lokalt och regionalt under de närmaste decennierna. Det gäller risk för skogsbränder, torka, översvämningar, värmeböljor i städer och förekomst av häftiga skyfall. En av modellerna används för att avgöra hur lämpliga olika platser är för vindkraft, både på land och till havs.

I arbetet med den andra digitala tvillingen för extremväder deltar SMHI tillsammans med ett stort antal andra vädertjänster runt om i Europa. Målet är att skapa en modell med väldigt hög upplösning över ett lokalt område för att kunna simulera effekterna av extremt väder. Om en viss region hotas av till exempel ett skyfall ska modellen aktiveras och göra en exakt prognos för konsekvenserna av skyfallet.

– Ett annat exempel är om det uppstår mycket luftföroreningar lokalt i kombination med lite vind. Då körs en annan konfiguration som räknar ut spridningen, säger Jelena Bojarova, lokal samordnare för Destination earth på SMHI.

Till sommaren ska prototyper av de första två digitala tvillingarna presenteras. I nästa fas ska de utvecklas vidare och testas av användarna. På sikt ska fler utvecklas inom andra områden och alla ska kunna nås från en gemensam plattform.