海冰消退、热浪普遍出现、局部降水更加罕见但也更加猛烈、森林火灾、河流干涸、水位上升……全球变暖正在加剧，并将在未来几十年扰乱我们的日常生活来。坏消息是，根据法国国家科学研究中心 (CNRS)、法国气象局 (CEA) 和法国气象局 (Météo France) 于 9 月 17 日星期二联合公布的法国模拟结果，到 2100 年，这一数字应该会高于预期。在提出的五种情景中，有四种显示气温升高超过两度，远高于巴黎协定 2015 年设定的目标。最暗的视角甚至是基于6到7度的增加。
物理定律和人类活动的影响被转化为方程
这些结果将与其他科学工作一起纳入 IPCC（政府间气候变化专门委员会）的第六次评估报告，该报告将于 2021 年发布。这些结果是使用自始至终开发的两个新气候模型获得的，其中一个是由 IPSL 开发的（皮埃尔·西蒙·拉普拉斯研究所）和另一个由 CNRM（国家气象研究中心）与 Cerfacs（欧洲研究和培训中心）联合科学计算的进步）。他们花了四年的时间来完善它们并进行计算。“自 20 世纪 90 年代初以来，我们一直在模拟全球气候。在 IPSL，我们正处于该模型的第六代”法国国家科学研究中心 (CNRS) 研究工程师、皮埃尔-西蒙拉普拉斯研究所 (Pierre-Simon Laplace Institute) 负责密集计算的前副所长 Marie-Alice Foujols 解释道。
气候建模是一件复杂而细致的事情。地球系统遵循描述温度、湿度或压力等状态变量的物理定律。但我们也必须考虑到我们所谓的“强迫”。它们可以是自然的（阳光、火山）或人为的，也就是说由于人类活动（温室气体排放、土地利用变化）。这些变量的所有变化都被转化为方程、数字化、转录为计算机代码并构成模型的基础。人类活动的影响程度因用于描述未来时期的情景而异。它考虑到社会经济背景，例如国家之间的合作程度、人口的教育水平或为实现碳中和而采取或不采取的努力。
俄罗斯套娃游戏
然后你必须玩一个类似于俄罗斯套娃的游戏：将一个方块切成多个立方体。网从 100 到 150 公里，跨越整个地球，每个成分在气候中发挥作用：海洋、大气、大陆表面、植被、海冰、海洋生物地球化学等。
由于之前建立的方程，我们将能够启动计算机程序来计算定义的时间段（没有时间一刻钟，一个或多个小时）所有变化。最后，你必须把它们放在一起。
我们将让您想象这会产生的惊人数据量，以及计算时间和存储要求！“100 年的模拟会持续一周，所以对于 1000 年来说，它是原来的十倍。最终我们获得了2PB的数据，如果算上中间结果的话，我们得到了5PB，如果算上归档的话，我们得到了8PB。但我们正在不断努力减少这一切””，玛丽-爱丽丝·福霍尔斯作证。
超级计算机全速运行一年
因此，显然普通计算机无法应对这样的任务。有必要呼吁超级计算者谁马不停蹄地工作并行性整整一年。“每次模拟期间 1000 个核心 计算是并行进行的。甚至达到了8万核心的峰值”IPSL 研究工程师 Sébastien Denvil 解释道。
新一代气候模型标志着空间分辨率和对大气层过程的理解方面的进步。科学家们还在更好地对每个组件进行建模。但为了提供更高的分辨率，仍有待改进。这将是在本地获得精确可靠结果的关键。
然而，仍然缺乏某些组件的信息，这阻碍了此类人工智能的使用深度学习来模拟气候变化。“我们无法像描述围棋游戏规则那样描述气候规则。深度学习算法需要访问海洋和大气中所有点的极高分辨率观测网络，而这并不存在»，塞巴斯蒂安·丹维尔强调。
因此，在未来很长一段时间内，大部分海洋深处可能仍然无法进入。然而，例如，将启动船只、飞机或卫星的观测活动，以更好地了解云层对气候变化的反应。计算也可以受益于 GPU 的进步。
这一切都需要人力和物力。政治权力将根据其对气候问题的优先顺序来授予这些权利。
