Em resposta à crescente ameaça de desastres naturais, cientistas com o apoio da Agência Espacial Europeia (ESA) desenvolveram um “gémeo digital” da Terra, um modelo inovador para simular desastres naturais. Este projeto irá compreender e prevenir melhor os riscos reais associados às alterações climáticas, simulando diferentes condições climáticas e as suas consequências para o nosso planeta.
Fonte da imagem: geralt/Pixabay
A Terra não sobreviveria sem a água, que ocupa 71% de sua superfície, e os oceanos representam aproximadamente 97% desse valor. O ciclo da água na natureza é um processo extremamente complexo devido às constantes mudanças climáticas, que também são influenciadas pelo homem. Portanto, prever desastres naturais como inundações, deslizamentos de terra e secas requer a criação e análise de modelos contendo o máximo possível de dados de alta resolução, cobrindo cada centímetro do planeta, desde os picos mais altos das montanhas até as profundezas das águas.
O projeto de criação de um “gêmeo digital” da Terra visa fornecer aos cientistas uma ferramenta para alimentar o modelo com novos dados e simular cenários de desastres naturais em diferentes ambientes ao redor do mundo. Isto tornará possível monitorizar riscos potenciais que possam surgir durante deslizamentos de terras ou outros desastres como se estivessem a acontecer em tempo real, o que por sua vez ajudará a preparar-se melhor para possíveis eventos destrutivos no futuro.
O desenvolvimento de tal modelo exige um enorme esforço dos cientistas que utilizam dados de satélite, incluindo medições da humidade do solo, precipitação, profundidade da neve, evaporação e fluxos fluviais recolhidos durante períodos de tempo específicos. Esses dados fornecem um retrato detalhado da dinâmica dessas variáveis no planeta. O modelo, contendo dados de alta resolução, pode servir como ferramenta interativa para cientistas.
«Modelar a Terra em alta resolução é muito difícil, por isso a ideia é focar primeiro num alvo específico, disse Luca Brocca, do Conselho Nacional de Pesquisa (CNR) da Itália, principal autor do estudo. “É esta ideia que está na base do projeto que desenvolvemos – gémeos digitais para estudar o ciclo da água da Terra na bacia do Mediterrâneo. Nosso objetivo é criar um sistema que permita que não especialistas, incluindo tomadores de decisão e cidadãos, realizem simulações interativas.”
Na primeira fase, foram modeladas as áreas em torno do rio Pó, no norte da Itália e outras partes da bacia do Mediterrâneo. “Temos que começar com o que conhecemos bem”, acrescentou Brocca. — O Vale do Pó é muito complexo: temos os Alpes, há neve, que é difícil de modelar, principalmente em terrenos irregulares e complexos, como as montanhas. Depois, há o vale com todos os tipos de atividade humana – indústria, irrigação. Depois temos o rio e eventos extremos – inundações, secas. E depois mudámos para o Mediterrâneo, que é um bom local para estudar eventos extremos associados tanto ao excesso como à escassez de água.”
Os esforços dos cientistas concentram-se na análise de grandes regiões com o objetivo de posteriormente expandir a investigação para áreas mais locais. Está prevista a expansão do modelo para outras regiões da Europa e a colaboração com cientistas de outros continentes. Nota-se que a complexidade dos algoritmos desenvolvidos exige o seu refinamento à medida que quantidades significativas de dados se tornam disponíveis. Além disso, os cientistas dizem que são necessárias mais observações terrestres para continuar a validar os dados de satélite.
Gráfico mostrando o aumento constante da temperatura média em todo o planeta desde 1880 (fonte da imagem: NASA)
Para aumentar a precisão e fiabilidade do “gémeo digital” da Terra, o projeto envolve a introdução de inteligência artificial (IA). O uso da IA minimizará erros decorrentes de flutuações atmosféricas no momento da aquisição de dados de satélite. Espera-se que a IA, efetivamente treinada em dados relevantes, seja capaz de funcionar como uma ferramenta adicional de análise, refinando modelos em tempo real.
Isto não só ajudará a melhorar a precisão das previsões, mas também a optimizar o tempo necessário para o processamento analítico de dados, libertando assim recursos para outras tarefas críticas de investigação climática. Exemplos de utilização da IA no domínio da previsão do tempo e da previsão de incêndios florestais já demonstraram as vantagens significativas desta abordagem, confirmando a sua eficácia e promessa para a implementação do “gémeo digital” do projecto Terra.