海冰消退、熱浪普遍出現、局部降水更加罕見但也更加猛烈、森林火災、河流乾涸、水位上升…全球暖化正在加劇，並將在未來幾十年擾亂我們的日常生活來。壞消息是，根據法國國家科學研究中心(CNRS)、法國氣象局(CEA) 和法國氣象局(Météo France) 於9 月17 日星期二聯合公佈的法國模擬結果，到2100 年，這一數字應該會高於預期。在提出的五種情境中，有四種顯示氣溫升高超過兩度，遠高於巴黎協定 2015 年所設定的目標。最暗的視角甚至是基於6到7度的增加。
物理定律和人類活動的影響轉化為方程式
這些結果將與其他科學工作一起納入IPCC（政府間氣候變遷專門委員會）的第六次評估報告，該報告將於2021 年發布。 這些結果是使用自始至終開發的兩個新氣候模型獲得的，其中一個是由IPSL 開發的（皮埃爾·西蒙·拉普拉斯研究所）和另一個由 CNRM（國家氣象研究中心）與 Cerfacs（歐洲研究和培訓中心）聯合科學計算的進步）。他們花了四年的時間來完善它們並進行計算。「自 20 世紀 90 年代初以來，我們一直在模擬全球氣候。在 IPSL，我們正處於該模型的第六代”法國國家科學研究中心 (CNRS) 研究工程師、皮埃爾-西蒙拉普拉斯研究所 (Pierre-Simon Laplace Institute) 負責密集計算的前副所長 Marie-Alice Foujols 解釋道。
氣候建模是一件複雜而細緻的事情。地球系統遵循描述溫度、濕度或壓力等狀態變數的物理定律。但我們也必須考慮到我們所謂的“強迫」。它們可以是自然的（陽光、火山作用）或人為的，也就是說由於人類活動（溫室氣體排放、土地利用變化）。這些變數的所有變化都被轉化為方程式、數位化、轉錄為電腦程式碼並構成模型的基礎。人類活動的影響程度因用於描述未來時期的情境而異。它考慮到社會經濟背景，例如國家之間的合作程度、人口的教育程度或為實現碳中和而採取或不採取的努力。
俄羅斯娃娃遊戲
然後你必須玩一個類似俄羅斯娃娃的遊戲：將一個方塊切成多個立方體。網從 100 到 150 公里，跨越整個地球，每個成分在氣候中發揮作用：海洋、大氣、大陸表面、植被、海冰、海洋生物地球化學等。
由於先前建立的方程，我們將能夠啟動電腦程式來計算定義的時間段（沒有時間一刻鐘，一個或多個小時）所有變化。最後，你必須把它們放在一起。
我們將讓您想像這會產生的驚人資料量，以及計算時間和儲存要求！「100 年的模擬會持續一周，所以對於 1000 年來說，它是原來的十倍。最後我們得到了2PB的數據，如果算上中間結果的話，是5PB，歸檔的話是8PB。但我們正在不斷努力減少這一切””，瑪麗-愛麗絲·福霍爾斯作證。
超級電腦全速運轉一年
因此，顯然普通計算機無法應付這樣的任務。有必要呼籲超級計算者誰馬不停蹄地工作平行性整整一年。「每次模擬期間 1000 個核心 計算是並行進行的。甚至達到了8萬核心的峰值”IPSL 研究工程師 Sébastien Denvil 解釋道。
新一代氣候模式標誌著空間分辨率和對大氣層過程的理解方面的進步。科學家們也正在更好地對每個組件進行建模。但為了提供更高的分辨率，仍有待改進。這將是在本地獲得精確可靠結果的關鍵。
然而，仍然缺乏某些組件的信息，這阻礙了此類人工智能的使用深度學習來模擬氣候變遷。「我們無法像描述圍棋遊戲規則那樣描述氣候規則。深度學習演算法需要訪問海洋和大氣中所有點的極高分辨率觀測網絡，而這並不存在»，塞巴斯蒂安·丹維爾強調。
因此，在未來很長一段時間內，大部分海洋深處可能仍然無法進入。然而，例如，將啟動船隻、飛機或衛星的觀測活動，以便更好地了解雲層對氣候變遷的反應。計算也可以受益於 GPU 的進步。
這一切都需要人力和物力。政治權力將根據其對氣候問題的優先順序來授予這些權利。
