Uma nova versão do Energy Exascale Earth System Model (E3SM) é duas vezes mais rápida do que sua versão anterior lançada em 2018.

Os modelos de sistemas terrestres têm resolução em escala climática e usam computadores avançados para simular aspectos da variabilidade da Terra e antecipar mudanças decadais que impactarão criticamente o setor de energia dos EUA nos próximos anos.

A versão 2 do Energy Exascale Earth System Model (E3SM2) é significativamente mais rápida do que seu antecessor e foi lançada para a comunidade científica em 28 de setembro. O projeto E3SM é apoiado pelo Departamento de Energia do Escritório de Ciência na Pesquisa Biológica e Ambiental Escritório.

"E3SMv2 é mais rápido e melhor que E3SMv1, "disse o cientista atmosférico do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) Chris Golaz." É aproximadamente duas vezes mais rápido em máquinas idênticas, quatro vezes mais rápido nas máquinas que temos agora, em comparação com o que tínhamos para o E3SMv1. De uma geração para outra, os modelos de sistemas terrestres normalmente se tornam melhores, mas também um pouco mais lentos, portanto, mais rápido e melhor é significativo. "

A Terra, com sua miríade de interações de atmosfera, oceanos, componentes de terra e gelo, apresenta um sistema extraordinariamente complexo de investigação. A simulação do sistema terrestre envolve a resolução de aproximações físicas, equações químicas e biológicas que governam as grades espaciais em resoluções que são tão finas em escala quanto os recursos de computação permitem.

"E3SMv2 nos permite simular de forma mais realista o presente, o que nos dá mais confiança para simular o futuro, "disse David Bader, Cientista do LLNL e líder do projeto E3SM. "O aumento do poder de computação nos permite adicionar mais detalhes aos processos e interações que resultam em simulações mais precisas e úteis do que a versão anterior."

O projeto E3SM simula de forma confiável aspectos da variabilidade do sistema terrestre e projeta mudanças decadais que terão um impacto crítico no setor de energia dos EUA no futuro. Esses fatores críticos incluem a) temperaturas regionais do ar / água, que pode sobrecarregar as redes de energia; b) disponibilidade de água, que afeta as operações da usina; c) eventos extremos do ciclo da água (por exemplo, inundações e secas), que impactam a infraestrutura e a bioenergia; ed) aumento do nível do mar e inundações costeiras, que ameaçam a infraestrutura costeira.

Em particular, o E3SMv2 melhora a representação de precipitação e nuvens. "Especificamente, como as nuvens mudam em um clima mais quente é muito mais realista, "Golaz disse.

Além disso, a resolução foi refinada devido a computadores mais poderosos. Existem agora duas configurações totalmente acopladas:Uma atmosfera de resolução globalmente uniforme de 100 quilômetros (km) e um modelo refinado regionalmente (RRM) com resolução de 25 km na América do Norte e 100 km em outros lugares. A configuração de malha refinada é particularmente adequada para aplicações DOE.

"Graças às melhorias de desempenho, a configuração RRM do E3SMv2 roda tão rápido quanto o E3SMv1 em sua configuração de resolução padrão (100 km) há alguns anos. Basicamente, estamos obtendo uma resolução muito maior gratuitamente, “Disse Golaz.

A equipe já está realizando a campanha de simulação com o E3SMv2. Os membros da equipe completaram vários milhares de anos, e estão planejando concorrer a vários outros milhares.