Destination Earth: la creazione di un gemello digitale della Terra

Destination Earth (DestinE) è un’importante iniziativa della Commissione Europea che mira a sviluppare un modello digitale della Terra di altissima precisione (un “gemello digitale”) per monitorare e prevedere i cambiamenti ambientali e l’impatto umano per promuovere lo sviluppo sostenibile. Per raggiungere questo obiettivo ambizioso, la Commissione sta unendo le forze con l’eccellenza scientifica e industriale europea per dimostrare come le tecnologie digitali possono contribuire efficacemente a un futuro più sostenibile e digitale.

Per supportare le sfide ambientali complesse, DestinE aiuterà i responsabili politici a:

• monitorare e simulare gli sviluppi del sistema terrestre (terrestre, marino, atmosfera, biosfera) e gli interventi umani;
• anticipare i disastri ambientali e le conseguenti crisi socioeconomiche per salvare vite umane ed evitare grandi recessioni economiche;
• consentire lo sviluppo e la sperimentazione di scenari per uno sviluppo sempre più sostenibile.

DestinE può beneficiare degli investimenti degli Stati membri nell’ambito dei loro piani del Fondo per la ripresa e la resilienza in combinazione con Digital Europe (nel contesto dell’impresa comune EuroHPC) e Horizon Europe per le relative attività di ricerca.

Sviluppo di politiche basate sull’evidenza

I dati accessibili e interoperabili sono al centro dell’innovazione basata sui dati e della transizione ecologica. DestinE aiuterà a generare conoscenze incentrate sull’utente per supportare gli obiettivi della doppia transizione digitale e verde.

Decisori, esperti e utenti non esperti, basandosi su dati geospaziali e socioeconomici accoppiati con modelli di simulazione in “gemelli digitali”, avranno accesso a informazioni, servizi, modelli affidabili, scenari, previsioni e visualizzazioni in relazione alle principali sfide ambientali e sociali. Per la prima volta, le indicazioni sull’affidabilità delle previsioni sottostanti sosterranno un processo decisionale efficace.

Contributo al Green Deal europeo

Fare tutto il possibile per capire come si evolverà il nostro clima nei prossimi decenni è vitale, non solo per le politiche di mitigazione, ma anche per costruire la resilienza climatica. DestinE offrirà un gemello digitale del sistema Terra con una quantità di dettagli senza precedenti. I responsabili politici lo utilizzeranno per comprendere meglio l’impatto del cambiamento climatico, ad esempio sull’uso del suolo, sulla sicurezza alimentare o sulle risorse idriche, per valutare meglio il potenziale impatto della legislazione e per progettare misure di mitigazione appropriate.

Accesso ai dati e modelli di benchmarking

Gli utenti avranno accesso basato sul cloud a modelli, algoritmi, applicazioni e dati naturali e socioeconomici di DestinE per sfruttare e testare i propri modelli. Il sistema complessivo e i suoi componenti (piattaforma aperta, gemelli digitali e servizi) saranno di facile utilizzo e flessibili per adattarsi a un’ampia gamma di esigenze e scenari degli utenti.

Previsioni specifiche per l’utente e utilizzabili

DestinE può portare innovazione nei sistemi esperti per generare nuova conoscenza. Ad esempio, i fornitori di energia possono pianificare la disponibilità a lungo termine di risorse energetiche rinnovabili dipendenti dal clima e progettare risorse di energia geotermica a mantello profondo. Il settore della protezione civile e l’industria della riassicurazione possono testare le strategie di prevenzione e mitigazione dei rischi e l’efficacia della gestione del rischio di catastrofi.

Componenti chiave di DestinE

Piattaforma core aperta

Il cuore di DestinE sarà una piattaforma di simulazione digitale e simulazione aperta anch’essa basata sul cloud, facile da usare e sicura. Aprirà DestinE ad un’ampia gamma di parti interessate da esperti, scienziati e responsabili politici a singoli utenti.

DestinE Data Lake

Per gestire e offrire in modo efficace diverse origini dati, DestinE utilizzerà un Data Lake dedicato: un pool di dati basato sulla federazione di origini dati distribuite.

Gemelli digitali

I Digital Twin sono specchi della realtà, simulatori che replicano la realtà vincolata da dati in tempo reale. Sono stati utilizzati nei processi industriali per migliorare l’efficienza complessiva della produzione. Ora entrano in molti altri settori (energia, trasporti, salute, smart city, cambiamento climatico, agricoltura, ecc.)

Come funzionano i Digital Twin

I gemelli digitali DestinE sono repliche digitali del sistema terrestre estremamente complesse e saranno costruiti in base a categorizzazioni tematiche provenienti dai diversi domini delle scienze della Terra, come i disastri naturali estremi, l’adattamento ai cambiamenti climatici, gli oceani o la biodiversità. L’obiettivo finale è integrare queste repliche digitali per formare un gemello digitale completo dell’intero sistema Terra.

Fase iniziale (entro la fine del 2023): Primi Digital Twins

Il gemello digitale Extreme Natural Disasters combinerà i dati con capacità di simulazione di livelli di velocità e interattività senza precedenti. I decisori saranno in grado di anticipare il verificarsi e l’impatto di eventi naturali estremi (ad es. inondazioni, siccità, incendi boschivi) con maggiore precisione. Le informazioni sull’affidabilità delle previsioni sottostanti li aiuteranno a valutare l’affidabilità delle loro strategie di gestione del rischio

Esempio: piani di gestione delle inondazioni o della siccità per bacini idrografici vulnerabili. Autorità e decisori politici potranno testare l’efficacia di possibili azioni di mitigazione:

• In protezione civile: elaborazione di piani locali di gestione dell’emergenza ad alta risoluzione;
• In agricoltura: il riutilizzo delle acque reflue e delle colture resistenti alla siccità;
• In energia e trasporti: preparazione alle interruzioni per l’energia idroelettrica e il raffreddamento per le centrali termoelettriche

Il gemello digitale di adattamento ai cambiamenti climatici sarà utilizzato per prevedere l’impatto dei cambiamenti climatici con un’affidabilità senza precedenti a livello regionale e nazionale. Sosterrà l’UE e gli Stati membri nello sviluppo di strategie di adattamento affidabili per mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici.

Esempio: DestinE sosterrà l’agricoltura intelligente. Basandosi sull’analisi dei dati e sulle tendenze pertinenti (ad esempio precipitazioni previste o stagioni di siccità e la loro correlazione con possibili malattie o infestazioni delle piante), aiuterà ad adottare strategie agricole più efficienti in termini di costi e sostenibilità. DestinE fornirà alle autorità agricole una guida sulla qualità delle previsioni sottostanti, aiutandole così a valutare l’affidabilità delle loro misure.

Altri gemelli digitali

Oltre il 2023, DestinE supporterà ulteriori gemelli digitali, come quelli che coinvolgono gli oceani, la biodiversità o la migrazione. In diversi Stati membri stanno emergendo anche gemelli digitali urbani per le città intelligenti. Questi contribuiranno a realizzare un gemello digitale completo della Terra.

Gli Urban Digital Twin sono una rappresentazione virtuale dell’ambiente di una città: edifici, strade, parchi e alberi.

Utilizzando tecnologie all’avanguardia come cloud storage e HPC, integrano i dati in tempo reale tramite sensori (ad es. semafori, reti elettriche) per l’utilizzo da parte dei dipartimenti cittadini e dei responsabili politici attraverso visualizzazioni in tempo reale per:

• migliorare la pianificazione urbana e la gestione delle infrastrutture
• gestire il traffico urbano
• prevedere eventi meteorologici estremi
• migliorare la raccolta dei rifiuti
• ridurre il consumo di energia

Partner di DestinE

Sotto la guida della Commissione europea e in coordinamento con gli Stati membri, le comunità scientifiche e altre parti interessate, tre entità incaricate implementeranno la piattaforma open core e i primi due gemelli digitali:

Finanziamento   

La tabella di marcia

Fonte: https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/destination-earth