في محاولة لإنقاذ البشرية وتفادي الكوارث الطبيعية، قرر علماء أوروبيون بناء "توأمٍ رقميٍ عالي الدقة" لكوكب الأرض. فعلى مدى السنوات العشر المقبلة، سيعمل المبرمجون وعلماء المناخ معاً على إنشاء توأم الأرض بشكل مكثف، على أمل أن يساعد النموذج الناتج على إجراء عمليات المحاكاة لوضع خطط أفضل وأكثر منطقية للتعامل مع الأحداث المناخية القاسية والتحديات الجديدة التي يواجهها كوكبنا.

هذا المشروع هو نتاج تعاون بين المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى، ووكالة الفضاء الأوروبية والمنظمة الأوروبية للأرصاد الجوية. وستحدث البرمجة والحوسبة الفعلية في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich) والمركز الوطني السويسري للحوسبة الفائقة.

توأم الأرض يساعد في الإعداد للكوارث
باستخدام البيانات المتعلقة بالمناخ، ستساعد النسخة المتطورة من هذا المشروع الشبيه بـ Google Earth الخبراء في تتبع عواقب أحداث الطقس. فعلى سبيل المثال، سيدرس توأم الأرض فرص مقاومة الأجزاء الطافية من مدينة البندقية الإيطالية لارتفاع منسوب المياه المتزايد، أو ما إذا كانت السدود ستصمد أثناء عاصفة شديدة.

معهد ETH Zurich المشارك في التجربة، قال إن نموذج نظام الأرض الجديد "سيمثل عملياً جميع العمليات على سطح الأرض بشكل واقعي قدر الإمكان، بما في ذلك تأثير البشر على إدارة المياه والغذاء والطاقة، والعمليات في نظام الأرض المادي" وفقاً لموقع Science Daily. هذا بالإضافة إلى البيانات المناخية واسعة النطاق، مما يؤدي إلى خلق نموذج موحد يجمع أيضاً بين علوم الحاسوب ودراسات المناخ.

تجنب المشاريع المكلفة وغير الناجحة
يهدف مشروع "توأم الأرض" إلى توفير المال المنفق على المشاريع التي من غير المرجح أن تنجح بسبب أخطاء التصميم، وذلك عن طريق اختبار فاعليتها وتقدير نسب نجاحها قبل الشروع بها بالاستعانة بنموذج الأرض الرقمي. ومع تغير المناخ، يمكن لعملية أو استراتيجية التخفيف من آثار المناخ التي من الممكن اختبارها وضبطها على التوأم الرقمي للأرض أن توفر الوقت والطاقة الحاسمين في مكافحة الأحداث المناخية المتفاقمة.

ويوضح معهد ETH Zurich أن نماذج الكمبيوتر المناخية قد عانت من الركود بسبب طريقة تطويرها وصيانتها. ولسنوات كان تحسين هذه النماذج يعتمد فقط على إضافة معالجات كمبيوتر أكثر قوة. ويمكن للنماذج التفصيلية للغاية أن ترسم المزيد والمزيد من البيانات عن طريق معالجة تلك البيانات بسرعة أعلى ولفترة طويلة، وبدا هذا وكأنه الخيار الوحيد والأبدي لإدخال التحسينات في النماذج المناخية، كما جاء في موقع Medium.

لكن الآن يمكن الاستفادة من النماذج الأكثر تعقيداً التي تتضمن خوارزميات معقدة بكمية هائلة من البيانات التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر اليوم معالجتها. وهذا هو السبب في أن توأم الأرض سيستغرق عقداً كاملاً لإنهائه ووضعه موضع التنفيذ. وسيُجري المبرمجون والمصممون تغييرات على الأجهزة مع بناء الخوارزميات التي يحتاجون إليها، بهدف استخدام كلا الجانبين لتحقيق أفضل تأثير.

ولكن أين يمكن وضع نظام كهذا؟
هناك عقبة أخيرة في هذه العملية: أين يمكن وضع نظام الكمبيوتر الذي سيتطلب ما يقدر بـ20 ألف وحدة معالجة مركزية؟ لم يقرر العلماء مكان وضع هذا النظام ولكنهم يرجحون أن الموقع المختار يجب أن يكون في منطقة باردة كونه محايداً للكربون، حيث من الممكن أن يساعد كل من التبريد الطبيعي والطاقة الطبيعية المتجددة في تأمين الطاقة اللازمة.