På PC-skærmen foran sig har seniorforsker Sebastian Bjerregaard Simonsen fra DTU Space hentet en digital kopi af Jorden frem. Han zoomer ind på Grønland og drejer så lidt på en slider med sin mus.
”Lad os se, hvad der sker med afsmeltningen af indlandsisen og de afledte havstigninger, hvis jeg vælger et scenarie, hvor vi skruer to grader op for den globale temperatur og ser 50 år frem i tiden,” siger han.
Lidt efter er en række rødlige områder langs Grønlands kyst blevet endnu mere mørkerøde. Den mørkere farve indikerer, at isen smelter hurtigere, før den løber ud i havet og bidrager til at øge den globale vandstand i verdenshavene.
”Det er præcis det her, vi vil med den digitale kopi af Jorden,” siger Sebastian Bjerregaard Simonsen og peger på modellen på skærmen med Grønland og de smeltende ismasser, som er en foreløbig prototype.
Den digitale model af Grønland indgår i en kæmpestor EU-satsning kaldet Destination Earth, der går ud på at udvikle en digital tvilling af Jorden baseret på kunstig intelligens, avancerede modeller og enorme mængder observationsdata, herunder satellitmålinger. En digital tvilling er en virtuel udgave af Jorden, hvor forskere kan afprøve forskellige klimascenarier og undersøge konsekvenserne, før de sker i virkeligheden.
Sebastian Bjerregaard Simonsen leder arbejdet med delkomponenten ”Digital Twin for Ice Sheets”, som gør indlandsisen i Grønland og Antarktis til en del af den samlede virtuelle udgave af Jorden. Han er desuden med i Destination Earth-projektets Strategic Advisory Board.
”Ideen er at udvikle en global model, der kan regne på en lang række parametre, der vedrører klima og miljø, baseret på observationsdata fra satellitter, målenetværk og andre datakilder,” fortæller han.
Den digitale tvilling kombinerer observationsdata, blandt andet fra satellitter, med klimamodeller, så forskerne kan simulere fremtidige scenarier og undersøge konsekvenserne af ændringer i ismasserne i Grønland og Antarktis. Systemet består af to hoveddele. En model, der beregner ændringer i ismasserne ud fra satellitobservationer, og en model, der omsætter disse ændringer til havstigninger globalt.
Bidraget fra DTU er godt på vej
EU arbejder hen mod, at der i 2030 findes en digital kopi af Jordens systemer, som giver blandt andre forskere, myndigheder og beslutningstagere mulighed for at simulere klimaforandringernes konsekvenser og afprøve forskellige scenarier. Målet er at skabe et stærkere grundlag for klimatilpasning og langsigtet planlægning i blandt andet kystområder.
”Det er en model, hvor vi lægger en masse klimadata ind, blandt andet tusindvis af satellitobservationer af indlandsisen målt over flere årtier. Baseret på enorme mængder data har vi så en model, hvor vi kender udviklingen over tid, for eksempel for indlandsisen, og vi kender også klimaparametre som temperaturer i havet og luften,” forklarer Sebastian Bjerregaard Simonsen.
”I den færdige model vil man så kunne imitere forskellige scenarier: Hvad sker der om 50 år, hvis temperaturen stiger to grader, hvor meget is vil Grønland så miste, og hvor på kloden bliver det til højere vand ved kysten? Alt det vil modellen kunne svare på, ligesom man kan skrue på en lang række andre parametre”.
ESA bygger den platform, hvor de digitale modeller skal køre, og hvor brugerne skal kunne arbejde med dem. Ingen har nogensinde forsøgt at lave en digital kopi af hele kloden, så det er et ambitiøst projekt.
Sebastian Bjerregaard Simonsen og kollegerne er nået langt med deres del af projektet, som begyndte i november 2024 og løber frem til november i år.
” Vi er godt på vej. Vi arbejder med det delprojekt, som undersøger afsmeltningen af ismasserne i Grønland og Antarktis, og hvordan det påvirker havniveauet. Målet er at levere et præoperationelt produkt med fire demonstrationscases: havniveauændringer, vandkraft baseret på smeltevand, bedre afsmeltningsmodeller baseret på satellitdata samt analyser af Antarktis’ ishylder (ice shelfs) og deres fremtidige udvikling,” forklarer han.
”Vi regner med at have en første version af vores bidrag klar i slutningen af året med de fire konkrete brugseksempler”.
Et europæisk prestigeprojekt
Med et budget på omkring 3,8 mia. kr. er den digitale tvilling blandt EU’s store prestigeprojekter og klimasatsninger i disse år. DTU Space er blot en af mange europæiske aktører i projektet. Den samlede model skal omfatte hele klodens klima. Den skal blandt andet bruges til at vurdere politiske tiltags effekt på klimaet.
Modellen drives af kunstig intelligens og avancerede beregningsmodeller, som trænes på store mængder observationsdata. Satellitmålinger spiller en vigtig rolle, men systemet kan også inddrage mange andre typer data om klima, miljø og samfundsforhold.
”Man kan sammenligne det med et sæt legoklodser, hvor man har bygget nogle forskellige ting, svarende til modellens komponenter. Dem kan man så ændre på og sætte sammen på forskellig vis. På den måde får man en lang række kombinationer, der viser en masse forskellige scenarier,” siger Sebastian Bjerregaard Simonsen.
Den digitale tvilling er dynamisk og tilføres løbende både nye observationsdata og nye AI-modeller.
”Vi har meget lange tidsserier af målinger, vi forstår fysikken bag, og vi har historisk viden om klimaforholdene. På den baggrund kan vi lave meget nøjagtige modeller til at foretage ’hvad nu hvis’-beregninger”.
Luftforurenings-overvågning i Portugal og placering af vandkraftværker i Grønland
Modellen er omfattende. For eksempel kan satellitdata om temperatur og luftforurening i Portugal kobles sammen med oplysninger om hospitalsindlæggelser og dødelighed og dermed hjælpe med at forudsige belastningen af sundhedsvæsenet under hedebølger.
På samme måde kan de digitale modeller bruges til at planlægge fremtidens kystsikring ved at beregne, hvor høje diger bør være, og til at vurdere klimarisici for forsikringsbranchen.
Modellerne kan også analysere, hvordan smeltevand og vandressourcer opfører sig under forskellige klimascenarier. Både hvor store vandmængder der vil være til rådighed, og hvilken vej vandet vil strømme. Den viden kan blive vigtig i Grønland, hvor smeltevand kan udnyttes til vandkraft, fordi den kan hjælpe i arbejdet med at få placeret og dimensioneret fremtidige vandkraftværker bedst muligt.
”Det virkelig spændende er, når modellerne kan bruges direkte i beslutningsprocesser. Hvad enten det handler om sundhed, kystsikring, forsikring eller fremtidens energiforsyning. Visionen er, at systemet skal give forskere, myndigheder, politikere og lokale beslutningstagere mulighed for at teste og forstå konsekvenserne af klimaforandringer og afprøve forskellige løsninger, før de sker i virkeligheden,” siger Sebastian Bjerregaard Simonsen.
”Vi skal tænke langsigtet her, for selv om eksempelvis afsmeltningen af indlandsisen og de afledte havstigninger sker gradvist, kan konsekvenserne blive alvorlige, hvis vi ikke reagerer i tide”.