Воссоздание Земли с помощью кода

Первая в Африке модель земной системы, созданная на континенте, формирует одни из самых надежных и детальных прогнозов изменения климата.

Профессор Франсуа Энгельбрехт из Института глобальных изменений Университета Витватерсранда (Wits GCI) возглавляет разработку первой модели земной системы (Earth System Model), созданной и базирующейся в Африке. Модель, создаваемая в сотрудничестве с учеными из CSIRO (Австралия), CSIR и Университета Кейптауна, будет участвовать в шестой фазе проекта сравнения климатических моделей (CMIP6) Всемирной программы исследований климата. Ее цель — математически описать атмосферные, океанические, наземные процессы и цикл углерода для прогнозирования последствий будущих климатических изменений в Африке и мире.

Создание модели — сложнейшая вычислительная задача, требующая обработки данных по 50 слоям атмосферы, 30 слоям океана и 6 слоям суши. Для решения системы уравнений, описывающих физические процессы, необходим суперкомпьютер. Профессор Энгельбрехт получил доступ к необходимой мощности в кластере Lengau Центра высокопроизводительных вычислений в Кейптауне. Для повышения детализации модели, пространственное разрешение которой ограничено примерно 100 км, команда также начинает применять методы искусственного интеллекта и машинного обучения.

«Южный океан — это огромный поглотитель углерода, и мы (ЮАР, через обсерваторию SOCCO) обладаем лучшими в мире знаниями о его химии и физике. Это делает нашу модель земной системы невероятно актуальной для всего мира. Наша модель строится через призму климатических процессов Южного океана и Африки», — говорит профессор Энгельбрехт.

По его словам, надежное прогнозирование будущих изменений климата невозможно без понимания климата, цикла углерода Южного океана и динамики антарктических льдов. Разработка модели ведется междисциплинарной командой, привлекающей экспертов в области климатологии, океанографии, математики и компьютерных наук. Цель проекта — получить надежные прогнозы для Африки, чтобы оценить риски для водной безопасности, сельского хозяйства, биоразнообразия и здоровья населения и своевременно принять меры.