Una nuova versione dell'Energy Exascale Earth System Model (E3SM) è due volte più veloce della precedente versione rilasciata nel 2018.

I modelli del sistema terrestre hanno una risoluzione su scala meteorologica e utilizzano computer avanzati per simulare aspetti della variabilità terrestre e anticipare i cambiamenti decennali che avranno un impatto critico sul settore energetico degli Stati Uniti nei prossimi anni.

La versione 2 dell'Energy Exascale Earth System Model (E3SM2) è significativamente più veloce rispetto al suo predecessore ed è stata rilasciata alla comunità scientifica più ampia il 28 settembre. Il progetto E3SM è supportato dall'Ufficio di scienze per la ricerca biologica e ambientale del Dipartimento di Energia Ufficio.

"E3SMv2 è più veloce e migliore di E3SMv1, ", ha affermato lo scienziato atmosferico del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) Chris Golaz. "È circa due volte più veloce su macchine identiche, quattro volte più veloce sulle macchine che abbiamo ora, rispetto a quello che avevamo per E3SMv1. Da una generazione all'altra, i modelli del sistema di terra in genere diventano migliori ma anche un po' più lenti, quindi più veloce e migliore è significativo."

La terra, con le sue innumerevoli interazioni di atmosfera, oceani, componenti di terra e ghiaccio, presenta un sistema di indagine straordinariamente complesso. La simulazione del sistema terrestre comporta la risoluzione di approssimazioni di fisica, equazioni di governo chimiche e biologiche su griglie spaziali a risoluzioni tanto fini quanto consentito dalle risorse di calcolo.

"E3SMv2 ci permette di simulare più realisticamente il presente, che ci dà più fiducia per simulare il futuro, " ha detto David Bader, Scienziato LLNL e responsabile del progetto E3SM. "L'aumento della potenza di calcolo ci consente di aggiungere più dettagli ai processi e alle interazioni che si traducono in simulazioni più accurate e utili rispetto alla versione precedente".

Il progetto E3SM simula in modo affidabile aspetti della variabilità del sistema terrestre e proietta cambiamenti decennali che avranno un impatto critico sul settore energetico degli Stati Uniti in futuro. Questi fattori critici includono a) temperature aria/acqua regionali, che possono mettere a dura prova le reti energetiche; b) disponibilità di acqua, che interessa le operazioni della centrale elettrica; c) eventi estremi del ciclo idrico (ad esempio inondazioni e siccità), che impattano sulle infrastrutture e sulla bioenergia; e d) innalzamento del livello del mare e inondazioni costiere, che minacciano le infrastrutture costiere.

In particolare, l'E3SMv2 migliora la rappresentazione delle precipitazioni e delle nuvole. "In particolare, come le nuvole cambiano in un clima più caldo è molto più realistico, " ha detto Golaz.

Inoltre, la risoluzione è stata perfezionata grazie a computer più potenti. Ora ci sono due configurazioni completamente accoppiate:un'atmosfera di risoluzione uniforme a livello globale di 100 chilometri (km) e una risoluzione del modello raffinato a livello regionale (RRM) con 25 km in Nord America e 100 km altrove. La raffinata configurazione mesh è particolarmente adatta per le applicazioni DOE.

"Grazie ai miglioramenti delle prestazioni, la configurazione RRM di E3SMv2 funziona alla stessa velocità di E3SMv1 nella sua configurazione a risoluzione standard (100 km) alcuni anni fa. In sostanza, stiamo ottenendo la risoluzione molto più alta per "gratuitamente, '", ha detto Golaz.

Il team sta ora conducendo la campagna di simulazione con E3SMv2. I membri del team hanno completato diverse migliaia di anni, e stanno progettando di correre per diverse migliaia di più.