Nedavno se u Zagrebu održao vrlo važan skup. Važan zato što je bio posvećen jednoj od najvažnijih, ako ne i najvažnijoj temi današnjice – klimi. Točnije, ekstremnim posljedicama klimatskih promjena kojima svjedočimo gotovo svakodnevno, bilo da se radi o nesnosnim vrućinama koje iz ljeta u ljeto povisuju granicu i nameću nove toplotne rekorde, bilo da je riječ o razornim olujama koje u kombinaciji orkanskih vjetrova te nezaustavljivih i obilnih kiša ruše sve pred sobom.
Ovim prigodom u Zagrebu se okupilo 70 stručnjaka iz europskih meteoroloških i hidroloških službi te znanstvenih institucija, a online im se pridružilo još 40 kolegica i kolega. Svi su oni raspravljali o daljnjem razvoju i operativnoj primjeni – digitalnog blizanca Zemlje za praćenje i prognoziranje ekstremnih vremenskih pojava i njihovih učinaka na društvo i gospodarstvo. Zvuči i više nego zanimljivo, ali i jako komplicirano. A da bismo doskočili toj tajnovitoj kompliciranosti i da bismo doznali zašto je to znanstveno okupljanje u Zagrebu bilo važan korak u jednom procesu, porazgovarali smo s ravnateljem Državnog hidrometeorološkog zavoda (DHMZ) Ivanom Güttlerom.
Zagreb i DHMZ bili su domaćini trodnevnog sastanka koji je okupio mnogobrojne europske stručnjake koji su raspravljali o daljnjem razvoju i primjeni “digitalnog blizanca Zemlje za praćenje i prognoziranje ekstremnih vremenskih pojava i njihovih učinaka na društvo i gospodarstvo”. No, o čemu se zapravo radi, što je to taj “digitalni blizanac Zemlje”?
Radi se o naprednom informacijskom sustavu koji koristi najmoćnija superračunala u Europi, najnovija dostignuća u razvoju modela za prognozu vremena i tehnologije poput umjetne inteligencije i strojnog učenja. Taj sustav će omogućiti preciznije praćenje i predviđanje ekstremnih meteoroloških i hidroloških događaja, kao i opasnih situacija, poput onečišćenja zraka. Digitalni blizanac Zemlje za praćenje i prognoziranje ekstremnih vremenskih pojava i njihovih učinaka jedan je od prva dva tematska digitalna blizanca Zemlje koji su dio inicijative Europske komisije pod nazivom Destination Earth (DestinE). Cilj je do 2030. razviti preciznu i interaktivnu virtualnu repliku našeg planeta koja će promijeniti i unaprijediti način na koji pratimo, modeliramo i simuliramo interakcije prirodnih pojava i ljudskih aktivnosti.
>>> FOTO Dan nakon bujične poplave: Evo kako izgleda Podgora
Ova tehnologija će nam pomoći odgovoriti na pitanja kao što su – kako će svijet izgledati kada se temperatura poveća za dva ili četiri Celzijeva stupnja, kako možemo prilagoditi naše zajednice i zaštititi živote i zdravlje naših građana. Destination Earth omogućit će nam bolju pripremu za prirodne katastrofe, učinkovitiju prilagodbu klimatskim promjenama i precizniju procjenu socioekonomskih i političkih posljedica koje ove promjene mogu donijeti.
Ova inicijativa temelji se na bogatoj tradiciji suradnje između europskih nacionalnih meteoroloških i hidroloških službi i vodećih europskih znanstvenih institucija, čime će Europa, a time i Hrvatska, biti bolje pripremljena za klimatske izazove koji nas očekuju u budućnosti. Također, možemo reći da su modeli za prognozu vremena te klimatski modeli bili naši raniji pokušaji reprodukcije atmosfere i klimatskog sustava u digitalnom obliku. S konceptom digitalnog blizanca Zemlje ovi raniji napori će se ubrzati te će se unaprijediti i objediniti pojedinačni modeli s kojima imamo iskustva od sredine prošlog stoljeća.
Možete li biti još malo precizniji, kakvu ćemo stvarnu korist od “digitalnog blizanca Zemlje” imati svi, i vi znanstvenici i stručnjaci te mi građani?
Ova nova tehnologija pomoći će nam da bolje razumijemo kako se naš planet mijenja pod različitim klimatskim scenarijima, ali i da brzo reagiramo na izazove poput oluja, poplava, suša, šumskih požara, toplinskih valova i zagađenja zraka. Omogućit će preciznije prognoze podizanja razine mora, rizika od šumskih požara te zdravstvenih prijetnji povezanih s ekstremnim temperaturama. Sustav će pružiti detaljne i točne informacije o ekstremnim vremenskim događajima nekoliko dana unaprijed, što će uvelike pomoći u zaštiti najugroženijih područja i sektora.
VEZANI ČLANCI:
Time će se unaprijediti upravljanje rizicima te zaštita građana i infrastrukture. Donositelji odluka imat će bolje alate kako bi što učinkovitije odgovorili na hitne izazove klimatskih promjena i ekstremnih vremenskih događaja, kao i za donošenje strategija prilagode tim promjenama. Za DHMZ sudjelovanje u ovom projektu znači ne samo poboljšanje preciznosti vremenskih prognoza u Europi već i jačanje naših kapaciteta za pravovremeno izdavanje upozorenja na opasne vremenske uvjete. To uključuje prognoze vremenskih uvjeta koji imaju veliki utjecaj na sektore poput pomorstva, prometa, poljoprivrede i obnovljivih izvora energije. Ukratko, građani će dobiti sljedeću generaciju preciznijih prognoza vremena, a znanstvenici i stručnjaci novu skupinu alata za nastavak kontinuiranog razvoja razumijevanja našeg planeta i prognozu njegova budućeg stanja.
Biste li mogli pojednostavljeno objasniti kako će taj sustav djelovati i reagirati te nam tako pomoći da se za neku ekstremnu vremensku nepriliku ili nepogodu pripremimo na vrijeme, čime bi se mogle izbjeći katastrofalne posljedice?
Digitalni blizanac Zemlje za praćenje i prognoziranje ekstremnih vremenskih pojava i njihovih učinaka razvija se pod vodstvom Europskog centra za srednjoročne vremenske prognoze (ECMWF) i francuske meteorološke organizacije Météo France. Sustav ima dvije ključne komponente: globalnu i regionalnu. Globalnu komponentu razvija ECMWF i ona se temelji na njihovu Integriranom prognostičkom sustavu (IFS), dok regionalna komponenta, na kojoj rade i stručnjaci DHMZ-a, ima inovativnu funkcionalnost aktiviranja na zahtjev.
>>> VIDEO Dan nakon bujične poplave u Podgori
To znači da se sustav aktivira u slučaju nepogoda koje mogu imati ozbiljan utjecaj na društvo i gospodarstvo. On će pratiti ekstremne događaje nad Europom i pružati vrlo precizne kratkoročne vremenske prognoze s rezolucijom između 200 i 750 metara. Ova visoka rezolucija omogućava vrlo detaljne prognoze, prilagođene specifičnim lokalnim uvjetima. Primjerice, prvi rezultati testnog rada sustava pokazuju da u kompleksnim orografskim uvjetima, poput našeg planinskog područja, digitalni blizanac Zemlje može vrlo precizno predvidjeti količinu oborine tijekom olujnog nevremena. To je posebno važno jer prognoziranje oborine, posebice u takvim uvjetima, i dalje predstavlja velik izazov za meteorologe.
Za sve vremenske pojave želimo dobiti dodatno vrijeme između prvog trenutka kada u prognozama vidimo mogućnost nekog vremenskog događaja te njegove stvarne pojave. Nedavni meteorološki i hidrološki problemi uzrokovani ciklonom Boris bili su prognozirani nekoliko dana unaprijed te je prognoza točne lokacije i intenziteta ovog ekstrema dala priliku službama civilne zaštite za dovoljno ranu obranu. Ipak, točnu lokaciju nekih vremenskih događaja kao što su ljetne konvektivne oluje možemo prognozirati unutar samo nekoliko sati ili jednog dana. Meteorološka zajednica kontinuirano pronalazi nove načine kako dobiti dodatno vrijeme između prognoze vremenskog događaja i prilagodbe na moguće posljedice istog događaja.
>>> FOTO Poplave u BiH
Postoji li nešto što u ovom trenutku vama koji radite na usavršavanju toga sustava još uvijek predstavlja veliki problem, što vam je još uvijek veliki izazov?
Veliki izazov je zasigurno usklađivanje rada stručnjaka iz različitih područja, poput meteorologije, računarstva i stručnjaka za umjetnu inteligenciju. Ova interdisciplinarna suradnja zahtijeva učinkovitu koordinaciju kako bi se osiguralo da svi elementi sustava funkcioniraju skladno. Također, priprema naših numeričkih modela za primjenu na hibridnim CPU-GPU EuroHPC računalima predstavlja složen zadatak koji zahtijeva prilagodbu softverskih rješenja i optimizaciju rada na ovim naprednim platformama. Osiguravanje potrebnih računalnih resursa, kako kroz EuroHPC tako i lokalno, nabavom novog superračunala za DHMZ, također je ključan izazov jer su ovi resursi nužni za kontinuirano i pravovremeno prognoziranje te upozoravanje na opasne pojave i vremenske ekstreme.
Kada bi taj “digitalni blizanac Zemlje” za prognoziranje ekstremnih vremenskih pojava trebao biti aktiviran?
Sama inicijativa ima nekoliko ključnih komponenti i faza razvoja. Druga faza projekta započela je u lipnju ove godine nakon što je inicijalni sustav DestinE postao funkcionalan. Sada će više naglasak biti na pripremi, testiranju i implementaciji ključnih komponenti sustava. Uz rad na prva dva digitalna blizanca Zemlje – jedan za ekstremne vremenske događaje, a drugi za prilagodbu klimatskim promjenama – razvija se i Digital Twin Engine.
VEZANI ČLANCI:
Ova softverska infrastruktura, koju razvija ECMWF uz podršku svojih članova i partnera, omogućit će integraciju budućih tematskih digitalnih blizanaca, uključujući one za mora, oceane i bioraznolikost, u jedinstveni digitalni model Zemlje. U ovoj fazi, razvijene su i druge komponente inicijative. Europska organizacija za korištenje meteoroloških satelita (EUMETSAT) stvorila je podatkovno jezero (Data Lake) koje nudi pristup velikim količinama podataka iz različitih izvora, dok je Europska svemirska agencija (ESA) razvila platformu (Core Service Platform) koja korisnicima omogućava pristup alatima, aplikacijama i uslugama DestinE programa. Sada će fokus više biti na budućim korisnicima i omogućavanju pristupa scenarijima, prognozama i vizualizacijama ekstremnih vremenskih događaja, evoluciji prirodnih katastrofa te strategijama prilagodbe klimatskim promjenama.
Cilj je da do kraja 2030. cjeloviti interaktivan virtualni model Zemlje, uključujući digitalni blizanac za prognozu ekstremnih vremenskih pojava, bude potpuno operativan. Tehnička složenost projekta i djelovanje organizacija ECMWF i EUMETSAT ističu važnost suradnje među europskim meteorološkim službama. Pojedinačne meteorološke službe najvećih europskih zemalja samostalno nemaju dovoljne kapacitete za obavljanje svih zadataka. Međunarodna suradnja je bila ključ uspjeha u meteorologiji proteklih stotinu godina i taj pristup treba zadržati.
>>> VIDEO Pogled iz zraka na razorne poplave u Kiseljaku
Kako stručnjaci DHMZ-a sudjeluju u ovom projektu i koje će koristi u konačnici Hrvatska imati od ove inicijative?
Stručnjaci DHMZ-a rade na razvoju i prilagodbi softverskog koda numeričkog modela ACCORD konzorcija koji okuplja 26 nacionalnih meteoroloških službi koje zajedno rade na unapređenju numeričke prognoze vremena visoke prostorne rezolucije na ograničenom geografskom području. Također sudjeluju u implementaciji modela visoke razlučivosti, razvoju okvira za naknadnu obradu podataka i umjetnu inteligenciju, dizajnu tih podataka te modeliranju utjecaja vremenskih ekstrema na područja kao što su obnovljivi izvori energije, požari i slično.
Projekt pruža priliku našim istraživačima da se upoznaju s najnovijim tehnikama iz prognoze vremena, informatike i numeričke matematike te da te vještine primijene u našim unutarnjim procesima. Najveću korist za Hrvatsku očekujemo u napretku prognoze i modeliranja olujnih oblaka koji sa sobom donose velike količine oborine, veliku brzinu i udare vjetar te pojave električnog pražnjenja u atmosferi i nastanak tuče. Ne možemo predvidjeti kako će izgledati modeli za prognozu vremena u 2034. niti na kojim računalima će se izvoditi, no sigurno je da će naši građani i gospodarstvo i tada zahtijevati najpreciznije i najpouzdanije vremenske informacije.
VEZANI ČLANCI:
Možemo li reći da ćemo, zahvaljujući svim ovim naprednim sustavima, jednog dana uspjeti bolje i brže doznati i shvatiti što nam priroda sprema, da ćemo je na neki način preduhitriti pa će iznenađenja i katastrofalnih posljedica biti znatno, znatno manje?
Da, možemo reći da će napredni sustavi poput ovog znatno smanjiti element iznenađenja i pomoći nam da bolje razumijemo što nam priroda sprema. Iako ne možemo potpuno preduhitriti prirodne događaje, ove tehnologije omogućit će nam brže i preciznije prognoze te detaljnije analize vremenskih uvjeta. To će omogućiti pravovremeno reagiranje i smanjenje štetnih posljedica. Prvi i najvažniji cilj je zaštita života građana. Pravovremena rana upozorenja i preciznije prognoze dat će nam više vremena za evakuacije, pripremu i provođenje preventivnih mjera, što može spasiti živote i spriječiti teške posljedice po ljude. Osim toga, smanjenjem štete na infrastrukturi i gospodarstvu, dugoročno će se značajno smanjiti i ekonomski gubici. Razvoj ovih sofisticiranih alata ne bi bio moguć bez brzog napretka tehnologije i rastuće računalne snage.
Jedna od ključnih karakteristika ovog projekta je kombiniranje velikih količina podataka iz različitih izvora, što zahtijeva iznimne podatkovne i računalne kapacitete. Po prvi put, meteorolozi koriste najmoćnija europska superračunala s hibridnom CPU-GPU infrastrukturom, poput superračunala LUMI, koje je čak tisuću puta jače od superračunala DHMZ-a. S ovakvim tipom projekta na dobar način odgovaramo na trajnu zadaću meteorologije, a to je da unatoč složenosti i težini problema koje predstavlja precizna prognoza vremena, voda, kvalitete zraka i klime, nikad ne odustanemo od napora koji su se tijekom godina i desetljeća akumulirali i doveli do znatnih poboljšanja u točnosti i brzini prognoza.
>>> FOTO Auti plutaju ulicama, domovi i ceste razoreni: Pogledajte posljedice stravičnih odrona i poplava u Donjoj Jablanici
Ipak, da budemo što konkretniji, praktičniji i slikovitiji. Lani, 19. srpnja, Zagreb je u poslijepodnevnim satima pogodilo strašno olujno nevrijeme kakvo se ne pamti u posljednjih sto godina. Nažalost, bilo je i poginulih i ozlijeđenih, u gradu je nastao sveopći krš i lom, grmjelo je, tutnjalo, sijevalo, vjetar je zastrašujuće puhao, kiša je lijevala iz svih smjerova, ulice su bile potopljene... Da je kojim slučajem “digitalni blizanac Zemlje” već tada bio osposobljen za rad – kada bi nas i kako taj sustav upozorio na tu oluju, što bismo znali prije nego bi ona stigla?
Uz pomoć ovog alata imali bismo informaciju o dolasku oluje nekoliko sati ranije od prognoza koje je dao postojeći prognostički sustav. Digitalni blizanac Zemlje za praćenje i prognoziranje ekstremnih vremenskih pojava omogućio bi nam prognozu ovog ekstremnog vremenskog događaja s izuzetnom preciznošću, čak do nekoliko stotina metara, pružajući detaljne informacije o intenzitetu oluje i njezinoj putanji. Nekoliko sati ranije znali bismo koja su područja najugroženija, što bi omogućilo poduzimanje dodatnih mjera zaštite građana i njihove imovine, prvenstveno kroz ranije upozoravanje.
Osim prognoziranja, digitalni blizanac Zemlje omogućit će vrlo detaljno praćenje složenih vremenskih sustava, kod kojih su fizikalni procesi vrlo promjenjivi na prostornoj i vremenskoj skali, što često otežava precizne prognoze. Korištenjem digitalnog blizanca Zemlje, mogli bismo sve bolje razumjeti te pojave i time postizati sve preciznije prognoze u budućnosti. Razvoj sustava za prognozu vremena nastavit će se i nakon razvoja prve generacije digitalnih blizanaca. Možemo zaista očekivati daljnje pomake u kvaliteti vremenskih prognoza.
>>> VIDEO Donja Jablanica je u potpunosti pod vodom
A po čemu je to prošlomjesečno trodnevno znanstveno okupljanje u Zagrebu važno te što su njegovi rezultati i zaključci?
To okupljanje projektnog tima u Zagrebu održalo se nakon što je u lipnju ove godine započela druga faza projekta. Tijekom sastanka tim je nastojao detaljno razraditi tijek radnih procesa i protok informacija te definirati kriterije za aktivaciju sustava. Posebna pažnja posvećena je unapređenju modela visoke rezolucije s ciljem uspostave testnog sustava koji se može aktivirati na zahtjev. Razmotreni su i planovi za povezivanje s drugim združenim modelima, uključujući prognozu poplava, stanje mora te potreba u energetici i drugim gospodarskim sektorima.
Na kraju, možete li nam reći kako vi gledate na posljedice klimatskih promjena, što nas u tom smislu još čeka, što nam je činiti da stvari ne postanu još gore i koliko smo za te posljedice odgovorni i krivi mi sami, ljudi?
Posljedice klimatskih promjena vidimo svakodnevno. Globalna temperatura porasla je za skoro 1,5 °C u nešto više od stotinjak godina, dok je za isti porast prirodnim putem trebalo nekoliko tisuća godina. Ovaj brzi porast uzrokovan je povećanjem stakleničkih plinova zbog gorenja fosilnih goriva i promjena u korištenju zemljišta. Ključna je brza i temeljita stabilizacija koncentracija stakleničkih plinova i ubrzanje u tranziciji na niskougljično gospodarstvo. Globalno smanjenje emisija stakleničkih plinova je zadatak koji zahtijeva zajednički trud cijelog svijeta.
VEZANI ČLANCI:
S druge strane, prilagodba novim klimatskim uvjetima treba se provoditi na lokalnoj razini. Svaka država i zajednica treba dati svoj maksimum kako bi smanjila emisije i postigla nultu bilancu. Istovremeno mi u Hrvatskoj trebamo zaštititi naše gradove, obalu, polja, šume i infrastrukturu od sve češćih klimatskih ekstremnih događaja. Kontinuirano se moramo prilagođavati novim klimatskim uvjetima sve dok globalna klimatska akcija ne počne davati uvjerljivije rezultate.
Iako su razine stakleničkih plinova posljednjih godina i dalje u porastu, srećom, ima i dobrih vijesti – cijene solarnih panela su pale, u nekoliko europskih država vidimo značajnu elektrifikaciju prometa i grijanja, odnosno hlađenja, energetske mjere su učinkovitije, a sustavi za prilagodbu klimatskim promjenama i očuvanje bioraznolikosti napreduju. Trebamo nastaviti i ubrzati ove pozitivne trendove. Klimatska kriza je rješiv problem, no traži veće napore od današnjih. Uloga nacionalnih meteoroloških i hidroloških službi je da nastavi razvoj i primjenu prognostičkih sustava i sustava za rana upozorenja.
Više zelenih tema pronađite na Rezolucija Zemlja!
>>> FOTO Apokaliptični prizori u Buturović Polju: Voda je nosila sve pred sobom, uništene kuće, traga se za nestalima
