แบบจำลองดิจิทัลของโลกสามารถกอบกู้โลกจากภัยพิบัติทางสภาพอากาศได้หรือไม่?

แบบจำลองดิจิตอลของโลกจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ที่ดีกว่าแบบจำลองอนาคตของโลกของเราและหาวิธีการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ 

โมเดลขั้นสูงที่เรียกว่า Digital Twin Earthกำลังได้รับการพัฒนาโดย European Space Agency (ESA) และพันธมิตรโดยอิงจากข้อมูลและภาพจากดาวเทียมสำรวจโลกและเซ็นเซอร์บนพื้นดิน เพื่อให้ดำเนินการได้อย่างน่าเชื่อถือ โปรเจ็กต์จะต้องใช้อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ขั้นสูงใหม่และซูเปอร์คอมพิวเตอร์อันทรงพลังซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา 

ESA และพันธมิตรได้หารือถึงความคืบหน้าของพวกเขาในการดำเนินการก่อนการประชุม UN Climate Change Conference COP26ซึ่งเป็นงานสองสัปดาห์ที่จัดขึ้นในเมืองกลาสโกว์ สกอตแลนด์ในปัจจุบัน 

ESA เปิดตัวโครงการDigital Twin Earthในปี 2020 และเชิญนักวิจัยและบริษัทเทคโนโลยีจากทั่วยุโรปมานำเสนอความคืบหน้าของพวกเขาในระหว่างการจัดงาน PhiWeek ซึ่งจัดขึ้นระหว่างวันที่ 11 ต.ค. ถึง 15 ต.ค. 

เป้าหมายของเมกะโมเดลดาวเคราะห์นี้คือการจำลองผลกระทบของกระบวนการทางธรรมชาติต่างๆ และกิจกรรมของมนุษย์บนโลกใบนี้ และจำลองสถานการณ์ของวิวัฒนาการในอนาคต ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์อาจสร้างแบบจำลองว่าการแทนที่การผลิตพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลในบางภูมิภาคด้วยโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจะเปลี่ยนความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศได้อย่างไร และการเปลี่ยนแปลงนั้นส่งผลต่ออัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลอย่างไร 

ในการประชุม PhiWeek พันธมิตรของ ESA ได้แนะนำแบบจำลองบางส่วนหลายแบบ ซึ่ง 'แฝด' ที่มีขนาดเล็กกว่ามุ่งเน้นไปที่ภูมิภาคต่างๆ ของโลกหรือระบบย่อยของดาวเคราะห์ 

ตัวอย่างเช่น โมเดลดิจิทัลของทวีปแอนตาร์กติกากำลังได้รับการพัฒนาโดยทีมที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระในสกอตแลนด์

แอนตาร์กติกาถือ 60% ของน้ำจืดทั้งหมดของโลกนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าในการแถลง หากน้ำแข็งละลายหมด ระดับน้ำทะเลทั่วโลกจะสูงขึ้นถึง 190 ฟุต (58 เมตร) ฝาแฝดดิจิทัลจะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจสถานะของแผ่นน้ำแข็งได้ดีขึ้นและศึกษากระบวนการละลายน้ำแข็ง 

Noel Gourmelen นักวิทยาศาสตร์ด้านความเย็นจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระใน ESA กล่าวว่า "ด้วยการควบคุมการสังเกตการณ์จากดาวเทียม การจำลองเชิงตัวเลข และปัญญาประดิษฐ์ เราได้สร้างระบบแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกขึ้นมา 2 ระบบ ได้แก่ อุทกวิทยา มหาสมุทรโดยรอบ บรรยากาศ และชีวมณฑล" คำแถลง. "เราได้ใช้ฝาแฝดแอนตาร์กติกเพื่อติดตามตำแหน่งของน้ำที่ละลายบนและใต้แผ่นน้ำแข็ง และเพื่อสำรวจว่าชั้นน้ำแข็งที่อยู่รอบๆ ละลายได้อย่างไรภายใต้สถานการณ์อุทกวิทยาต่างๆ"

ฝาแฝดบางส่วนอื่น ๆ มุ่งเน้นไปที่อุทกวิทยาของลุ่มน้ำปอในภาคเหนือของอิตาลีและแบบจำลองภัยแล้งในแอฟริกา 

Digital Twin Ocean พัฒนาโดยสถาบัน National Institute for Ocean Science ในฝรั่งเศส พิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศกับพฤติกรรมของมหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์จะใช้แบบจำลองนี้เพื่อศึกษาสิ่งที่เรียกว่าการขยายอาร์กติก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เข้าใจได้เพียงเล็กน้อยว่าบริเวณขั้วโลกเหนือมีความอบอุ่นเป็นสองเท่าของอุณหภูมิส่วนอื่นๆ ของโลก

โมเดลเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้เข้าถึงได้ง่ายแม้กับผู้ใช้ที่ไม่มีความรู้ด้านเทคนิคขั้นสูงเกี่ยวกับการสังเกตการณ์โลกและการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ ผู้กำหนดนโยบายควรสามารถใช้แบบจำลองเหล่านี้เพื่อแสดงภาพการเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศและผลของแบบจำลองจากการตัดสินใจต่างๆ ได้ นักวิจัยกล่าว

ตัวอย่างเช่น Digital Twin Food Systems จำลองว่ากิจกรรมทางการเกษตรรบกวนระบบธรรมชาติที่กว้างขึ้น แต่ยังจำลองผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อการผลิตอาหาร 

Forest Digital Twin มุ่งหวังที่จะสร้างแบบจำลองที่มีรายละเอียดและสมจริงที่สุดสำหรับผืนป่าทั่วโลก และศึกษาหน้าที่ต่างๆ ที่ป่ามีอยู่ในชีวิตของโลก รวมถึงการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์จากภาวะโลกร้อน