Цифровые двойники систем и процессов как инструмент современной климатологии

Аннотация

Pазвитие информационно-вычислительной инфраструктуры
современной климатологии, инспирированное развитием средств наблюде-
ний и совершенствованием моделей, приведшим к бурному росту объемов
климатических данных наблюдений и моделирования, привело к непрерыв-
ному усвоению новых подходов и инструментов информационно-вычисли-
тельных технологий. Новый, перспективный для использования в
климатологии и ее приложениях подход – это уже широко используемая в
промышленности концепция «цифрового двойника» (далее – ЦД), в рамках
которой реальный (физический) объект заменяется таким его цифровым
отражением, с помощью которого можно оптимизировать производство и
весь последующий жизненный цикл конкретного изделия или процесса.
Поскольку в последнее время ЦД становится очень популярным и в науках
об окружающей среде, и климате, а в посвященных его созданию и исполь-
зованию проектах уже ставят вопрос о ЦД всей планеты, то основы этой
концепции, технологические требования, равно как и ожидаемые резуль-
таты, включая и возможность получения ответов на актуальные вопросы
современной климатологии: «Кто виноват?» и «Что делать?», заслуживают
детального обсуждения. Ниже на основе исходных определений ЦД из
инженерных наук и приложений будут очерчены его свойства в науках об
окружающей среде и представлены основные проекты, направленные на
создание и использование ЦД объектов, систем/процессов, представляющих
интерес для современной климатологии. Такой анализ позволит не только
создать ту основу, которая необходима для разработки таких ЦД, но и опре-
делить, что именно может быть получено в результате.
В целом, развитие ЦД может обеспечить следующий шаг в исследова-
ниях окружающей среды, в частности, погоды и климата. Двойники помогут
пользователям интерактивно исследовать возможные изменения климата и
обеспечивать их необходимой для адаптации климатической информацией.
Кроме того, они смогут помочь в создании научной основы для реализации
программы использования экосистем, для компенсации индустриальных
выбросов парниковых газов, необходимой для перехода к «зеленой» экономике. Конечно, для достижения этой цели необходимо создавать ЦД для мно-
гих климатических процессов и участвующих в формировании климата
физических и экологических систем.