发布日期：2024-08-23 05:31 点击次数：75
科学家们为模拟可能发生的当然灾害造出了一个“孪生的数字地球”【RMDS-604】絶叫Venus 長谷川綾
科学家们想通过模拟多样各类的清脆要求来匡助禁绝地球上存在的生命危机的发生。
（图解：科学家们但愿能通过数字地球来展望当然灾害。图源：Getty Images）
群众在中学王人学过一个词：水轮回。就算你可能不太铭记对于这个词你究竟学过些什么，但你一定对那些奇光异彩又极具创造力的视频和图片印象深远，恰是它们使得咱们败兴的高中生涯有了多少乐趣。对于某些东谈主（包括我）而言，这确凿很铭刻记。尽管在成年东谈主的天下里，水轮回的三个阶段念念考起来也十分简易明了：挥发，冷凝，降水。它们也一遍随地在咱们的脑海里轮回。
（图源：ftourcn.isenlin）
水是占据71%地表的物资，其中海水有97%，没了水地球即将圆寂。话虽如斯，然则当清脆抓续变化时，水轮回的通盘历程会变得十分复杂，而诸如祛除煤炭这么的东谈主类活动，和其他多样各类咱们泛泛生涯中对社会变成的影响等于引起清脆变化的元凶。我我方算作别称景象预告学家，我十分明晰在展望急流，山体滑坡，干旱等与水联系的当然灾害时，咱们濒临着多大的挑战。
（图解：干旱。图源：zgggzx）
（图解：山体滑坡。图源：China Daily）
是认为了让科学家尽可能精准地预告天气况且搞懂水轮回的运作格式，咱们需要一个有着无数高精度数据的模子并对它进行分析。这些数据也必须隐私地球的每一个旯旮，从峻岭之巅到埋藏在地底深处的水源。
由此，多亏了欧航局提供的基金，科学家们正在建造这种模子——一个数字孪生地球，有着地球上扫数已知的，咱们这些令东谈主可喜的水资源。
好意思国国度商榷委员会的Luca Brocca在一次演说中指出：“想要高精度地模拟地球十分困难，基础等于最驱动聚焦于一个特定的不雅测指标。是以，咱们的数字孪生地球就先商榷地中海盆地的水轮回情况。咱们的见地是拓荒一个无需群众、有筹商制定者和市民的系统，来运行交互式模拟。”
Brocca是一篇对该商榷深入探讨的著作的主要作家，他与共事们协作创建了数字孪生模子。有了这个模子后，科学家们就能抓续地向其中导入新的数据来模拟最好景色、最坏情况和在地球上不同环境中的当然灾害。举例，通过复刻一次塌方，与之相关联的风险和可能陪同出现的情形就能被检测到，与现实情况并无分裂。在异日，这个模子通过无数测试进行学习后，对于潜在的圆寂性灾害的防患和准备，它能发扬起作用。
是以，这个模子是如何建成的呢？
（图解：图中展示了从1880年以来的NASA记载的每年全球平均气温，不错看出气温稳步飞腾的趋势。图源：NASA）
对于科学家来说，从无数的地球不雅测中尽可能多地网罗和期骗行星数据需要破耗无数的职责。不仅如斯，他们还要将泥土湿度，降水量，雪层深度，挥发量和河流流量等数据轮廓在沿途，从而澄莹地展现出全球变量的动态。是以，这个模子的高精度数据就不错算作一个交互式器具为科学家所用。
Brocca说：“这个格式是前沿的卫星任务和科学团体联接的机动案例。像这么的协作，再加上对计议基础才能的投资，对于莽撞清脆变化和其他东谈主类活动变成的影响来说至关艰难。”
与任何类型的模子一样，这个模子也需要无数的扩充来打磨，但无论如何，咱们应该迈出第一步。
算作源流，Brocca和共事们期骗这个数字孪生地球模拟了意大利北部的波河流域和地中海盆地的其他地区。他们异日有筹商，在和来自其他大陆的科学家协作前，缔造起针对通盘欧洲的相似模子。该格式的主要指标是匡助展望何处可能发生急流和山体滑坡，并学习如何更好地惩处咱们的水资源。
Brocca说：“咱们应该从我方熟知的方位起步，波河流域情况十分复杂，那里有阿尔卑斯山脉，还有雪，这些模拟起来王人很困难，尽头是在那些在像山脉这么十分规的地形中。此外，有的山谷中有着多样各类的东谈主类活动——举例工业和水利工程；有的河流会发出现顶点景色，比如旱涝灾害。于是咱们将眼神转动到了地中海区域，这个方位对于水太多或者水很少的顶点要求来说王人很好造访。”
（图解：意大利波河流域。图源：sina）
AV网站该团队的模子主如若针对大的区域，但他们有筹商进行更地域化的商榷。但现在而言，科学家们需要抓续关怀他们的运行机制中最大最抓久的挑战。举例，跟着无数数据抓续干涉体系，他们缔造的复杂算法需要调遣；此外，他们还需要更多的大地不雅测来证据他们所用的卫星数据。
不异地，为了莽撞使用卫星数据中可能出现的多样不笃定性，Brocca但愿能过在他的格式中加入AI（东谈主工智能），以便排斥一些困难。在这种情况下，AI如果被熟习地很好，它将成为一对特殊的眼睛。正如咱们曾在其他天气模子中见过的AI，比如展望失火中的AI，该模子与AI联接有许多益处，比如减小由卫星拍摄照蓦然的大气变化引起的过错。应用AI同期也不错检朴本事，使东谈主类工程师得以专注于其他需要关怀的界限。
Brocca指出：“此次科学家，航天局，有筹商制定者之间的协作引颈咱们走向一个有前程的异日——在那里为水文体而生的数字孪生地球好像为可抓续的水资源惩处和灾害抵御力提供精雅的视力。”
BY:Meredith Garofalo
FY:Stella Zhang（张姝铃）
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