Dzięki rosnącej mocy obliczeniowej komputerów naukowcy coraz śmielej tworzą cyfrowy kopie rzeczywistości. Takie klony są dokładnymi, cyfrowymi replikami struktur fizycznych, środowisk i ich zachowań. Cyfrowe bliźniaki, bo takie pojęcie jest bezpośrednim tłumaczeniem najczęściej stosowanego pojęcia w języku angielskim – digital twins, zasadniczo pozwalają przenosić rzeczy ze świata rzeczywistego
i reprezentować je w świecie wirtualnym, dzięki czemu możemy zapewnić sobie dodatkowe możliwości. Mając dokładną reprezentację rzeczywistości możemy symulować zachowanie świata realnego, tworząc naprawdę niesamowite rzeczy. Możesz się np. wirtualnie teleportować z fabryki zlokalizowanej w konkretnej lokalizacji na Ziemi do dowolnego stanowiska komputerowego, niemalże czując prawdziwy byt.
Zmiany klimatu powodują, że coraz większym zainteresowaniem cieszą sięcyfrowe modele naszej rodzimej planety, które można stosować do różnorodnych symulacji i scenariuszy zmian. Celem tych działań jest możliwość wykorzystania modelu do badania wpływ polityki klimatycznej i innych czynników, zanim zaczną one obowiązywać, co pozwoli wybrać najlepszą drogę łagodzenia skutków zmiany klimatu. System jest częścią dziesięcioletniego projektu prowadzonego przez Unię Europejską pod nazwą Destination Earth. Jego celem jest skierowanie ludzkości na właściwą drogę do osiągnięcia neutralności węglowej netto do 2050 roku.
Wśród dodatkowych zastosowań cyfrowego bliźniaka należy wymienić weryfikację zasadności projektów inwestycyjnych związanych z ochroną środowiska i zasobów, np. zasadność modyfikacji lądowych systemów wodnych pod kątem wzrostu liczby ekstremalnych zdarzeń pogodowych. Oczywiście w systemie zostanie zastosowana generatywna sztuczna inteligencja zasilana ogromną ilością danych.
Pierwsze modele klimatyczne zaczęły powstawać w latach 70. XX wieku. Nadszedł więc czas, aby je zweryfikować, tworząc zdecydowanie bardziej skomplikowane odwzorowania rzeczywistości, dopasowane do współczesnych możliwości obliczeniowych. Tym bardziej, że istniejące modele, mimo istotnych uproszczeń, sprawdzają się w wielu aspektach. Porównano np. 17 modeli powstałych w latach 1970-2007 w zakresie prognoz średniej globalnej temperatury z rzeczywistymi zmianami klimatu. Dane dotyczące temperatury, z których korzystali uczeni, pochodziły z wiarygodnych źródeł, takich jak Goddard Institute for Space Studies Surface Temperature Analysis (GISTEMP). Porównanie wykazało, że 10 prognoz modelu klimatycznego ściśle pokrywało się z zaobserwowany i danymi. Jeśli dodatkowo uwzględnimy czynniki napędzające zmiany klimatyczne, takie jak stężenie CO2 w atmosferze, liczba ta wzrasta do 14. Istnieje 95% prawdopodobieństwo, że globalne ocieplenie od lat 70. jest skutkiem działalności człowieka.
Wzrost temperatury prowadzi do większego parowania wody i opadów. Zwiększa również wilgotność. Może to być korzystne w niektórych lokalizacjach, ale na pewno nie wszędzie. Co więcej, wyższa wilgotność jeszcze bardziej zwiększa globalne ocieplenie, ponieważ para wodna zatrzymuje ciepło słoneczne. Jeśli temperatury globalne wzrosną jeszcze bardziej, topniejące lodowce i lód powierzchniowy spowodują wzrost poziomu morza. Warunki te zakłócą naturalny wzrost roślinności, poprawiając plony niektórych roślin, pogarszając zaś stan wielu innych.
W ciągu ostatnich 50 lat drastycznie wzrosła liczba zjawisk ekstremalnych, takich jak huragany oraz zakwaszenie oceanów (na skutek rozpuszczania CO2 w wodzie oceanicznej). Uwalnianie tlenków siarki sprzyja kwaśnym deszczom, niszczącym uprawy. Oprócz dwutlenku węgla wzrosła też znacznie emisja do atmosfery metanu, chlorofluorowęglowodorów i podtlenku azotu.
Stąd potrzeba wprowadzania świadomych zmian do działalności człowieka, te najlepiej oprzeć na cyfrowych symulacjach, przenosząc również do wirtualnego środowiska część naszego normalnego życia. Zamiast bowiem odbywać rzeczywiste podróże i prowadzić pracę w biurze, możliwe jest zwiększenie pracy zdalnej i przeniesienie do rzeczywistości wirtualnej naszych zainteresowań pozazawodowych. Stąd m.in. rosnące zainteresowanie największych firm technologicznych projektami w stylu Metaverse od Facebooka, czy Omniverse od firmy Nvidia. Pamiętajmy jednak, że wirtualne byty i systemy żywią się energią elektryczną, która również powinna być coraz bardziej zielona, aby złagodzić wpływ nowych cyfrowych usług na postępujące zmiany ziemskiego klimatu. W końcu, nawet jeśli w bycie wirtualnym zamieszkamy na nowej, drugiej Ziemi, to nasze ciała fizyczne nadal będą przebywały w tej pierwszej, realnej.
Krzysztof Hajdrowski
