지구 전체를 시뮬레이션하는 컴퓨터 모델 인 Living Earth Simulator (LES)는 지구의 기후, 생태계, 인간 행동 및 사회적 역학을 이끄는 복잡한 과정을 결합하여 지구 시스템 모델링을 새로운 수준으로 끌어 올릴 것입니다.
LES는 단계적으로 개발 될 것입니다. 기후 과학에 중점을 둔 첫 번째 단계는 2002 년부터 슈퍼 컴퓨터의 ESM (Earth Simulator Model)을 기반으로 기후 시뮬레이션을 위해 일본인이 운영 한 지구 시뮬레이터입니다.
두 번째 단계는 생태계 모델을 소개하고 세 번째 단계는 인간 활동을 추가 할 것입니다. 목표는 2030 년까지 전체 운영을 달성하는 것입니다.
LES는 일본 고베에있는 Riken Center for Computational Science에 수용 될 것입니다. 완료되면 LES는 초당 플로팅 포인트 작업의 1 엑사 플롭 (초당 10 억 개의 작업) 또는 현재 ESM보다 100 배 더 강력한 1 엑사 플롭을 수행 할 수있을 것으로 예상됩니다.
이 모델의 시뮬레이션은 과학자들에게 미래에 지구가 어떻게 변화 할 것인지, 지구 온난화와 기후 변화에 어떻게 영향을 미치는지, 환경 문제를 해결할 수있는 방법에 대한 훨씬 더 정확한 예측을 제공 할 것으로 예상됩니다.
상세한 작동
LES는 대기, 바다, 크라이 스피어, 지표면 및 생물권을 포함한 지구 시스템의 물리적 및 화학적 과정을 시뮬레이션하여 작동합니다.
예를 들어, 대기의 물리적 및 화학적 공정은 유체 동적 방정식과 에어로졸 및 구름을 해결하여 시뮬레이션됩니다.
지구 온난화 및 기후 변화 외에도 LES는 지진 및 쓰나미, 화산, 홍수 및 가뭄, 허리케인 및 EL Nino-Southern Oscillations (ENSO)를 포함한 다양한 지구 시스템 현상을 시뮬레이션하도록 설계되었습니다.
LES는 최신 과학 지식 및 데이터로 지속적으로 업데이트되어 예측이 가능한 한 정확하고 신뢰할 수 있도록합니다. 이 데이터는 모델로 공급되고 슈퍼 컴퓨터에 의해 처리되며, 이는 다양한 지구 시스템의 상호 작용을 시뮬레이션하고 미래의 환경 및 기후 조건에 대한 예측을 생성합니다.
그런 다음 모델의 출력을 다양한 도구를 사용하여 분석하고 시각화 할 수있어 연구원들이 지구 시스템의 상호 연결성과 인간 활동의 영향에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
LES 개발의 주요 과제 중 하나는 컴퓨터 모델에서 지구 시스템의 복잡성을 나타내는 것입니다. 과학자들은 모델의 예측이 정확하고 신뢰할 수 있도록 모델을 계산할 수 있도록 특정 프로세스와 상호 작용을 단순화해야합니다.
또 다른 과제는 모델을 초기화하고 예측을 검증하는 데 필요한 막대한 양의 데이터입니다. 과학자들은 모델의 정확성을 향상시키고 지구의 미래에 대한 점점 더 상세하고 신뢰할 수있는 예측을 할 수 있도록 모델의 정확성을 향상시키고 더 효율적으로 만들기 위해 지속적으로 노력하고 있습니다.
LES의 적용
LES는 다음을 포함하여 여러 영역에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.
- 기후 과학 :이 모델은 지구 온난화와 기후 변화가 지구의 시스템과 생태계에 어떤 영향을 미치는지 예측하는 데 사용될 수 있습니다.
- 환경 관리 : LES는 오염, 삼림 벌채 및 도시화와 같은 인간 활동의 환경 영향을 식별하고 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 재난 대응 및 준비 :이 모델은 지진, 쓰나미 및 허리케인과 같은 잠재적 재난에 대한 조기 경고를 제공 할 수 있습니다.
- 교육 및 연구 :LES는 학생들에게 지구 시스템 과학에 대해 가르치고 광범위한 환경 주제에 대한 연구를 수행하는 도구로 사용될 수 있습니다.
LES는 지구 시스템의 다양한 구성 요소 간의 복잡한 상호 작용을 시뮬레이션함으로써 지구의 과거, 현재 및 미래에 대한 귀중한 통찰력을 제공하고 지속 가능한 환경 관리 및 인간 복지를위한 의사 결정을 지원하는 것을 목표로합니다.
