Visão geral
O Living Earth Simulator (LES), um modelo de computador que simula todo o planeta Terra, tentará levar a modelagem do sistema terrestre a um novo nível, acoplando os processos complexos que impulsionam o clima, os ecossistemas, os comportamentos humanos e a dinâmica social da Terra.

O LES será desenvolvido em etapas. A primeira etapa, que se concentra na ciência climática, é uma continuação do Earth Simulator que os japoneses operam desde 2002 para simulações climáticas baseadas no Earth Simulator Model (ESM) do supercomputador.

A segunda fase introduzirá um modelo de ecossistema e a terceira fase adicionará atividades humanas. A meta é atingir a plena operação até 2030.

O LES ficará instalado no Centro RIKEN de Ciência Computacional em Kobe, Japão. Após a sua conclusão, espera-se que o LES seja capaz de executar 1 exaflop de operações de ponto flutuante por segundo (um bilhão de bilhões de operações por segundo) ou 100 vezes mais poderoso que o ESM atual.

Espera-se que as simulações do modelo forneçam aos cientistas previsões muito mais precisas sobre como o planeta irá mudar no futuro, como o aquecimento global e as alterações climáticas irão impactar a biosfera e como os desafios ambientais podem ser enfrentados.

Operação detalhada
O LES opera simulando os processos físicos e químicos nos sistemas da Terra, incluindo a atmosfera, os oceanos, a criosfera, a superfície terrestre e a biosfera, bem como as atividades humanas e as interações sociais.

Por exemplo, os processos físicos e químicos na atmosfera são simulados através da resolução de equações dinâmicas de fluidos, e aerossóis e nuvens através da resolução de equações microfísicas e de reações químicas.

Além do aquecimento global e das mudanças climáticas, o LES foi projetado para simular uma ampla gama de outros fenômenos do sistema Terra, incluindo terremotos e tsunamis, vulcões, inundações e secas, furacões e El Nino-Oscilações Sul (ENSO).

O LES é constantemente atualizado com os mais recentes conhecimentos e dados científicos, garantindo que as suas previsões sejam tão precisas e fiáveis ​​quanto possível. Esses dados são inseridos no modelo e processados ​​pelo supercomputador, que simula as interações dos diferentes sistemas terrestres e gera previsões das condições ambientais e climáticas futuras.

Os resultados do modelo podem então ser analisados ​​e visualizados utilizando várias ferramentas, permitindo aos investigadores obter conhecimentos sobre a interligação dos sistemas da Terra e os impactos das atividades humanas.

Um dos principais desafios no desenvolvimento do LES é representar a complexidade dos sistemas da Terra num modelo computacional. Os cientistas devem simplificar certos processos e interações para tornar o modelo computacionalmente viável, garantindo ao mesmo tempo que as previsões do modelo sejam precisas e confiáveis.

Outro desafio é a grande quantidade de dados necessários para inicializar o modelo e validar as suas previsões. Os cientistas trabalham constantemente para melhorar a precisão do modelo e torná-lo mais eficiente, para que possa ser utilizado para fazer previsões cada vez mais detalhadas e fiáveis ​​sobre o futuro do planeta.

Aplicações do LES
Espera-se que o LES tenha um impacto significativo em diversas áreas, incluindo:
- Ciência climática :O modelo pode ser usado para prever como o aquecimento global e as mudanças climáticas afetarão os sistemas e ecossistemas da Terra.
- Gestão ambiental: O LES pode ajudar a identificar e mitigar os impactos ambientais das atividades humanas, como a poluição, o desmatamento e a urbanização.
- Resposta e preparação para desastres :O modelo pode fornecer alerta precoce sobre possíveis desastres, como terremotos, tsunamis e furacões.
- Educação e pesquisa :O LES pode ser usado como uma ferramenta para ensinar aos alunos a ciência do sistema terrestre e para conduzir pesquisas sobre uma ampla gama de tópicos ambientais.

Ao simular as interações complexas entre os diferentes componentes do sistema terrestre, o LES visa fornecer informações valiosas sobre o passado, presente e futuro do planeta e apoiar a tomada de decisões para a gestão ambiental sustentável e o bem-estar humano.