Como é que um algoritmo de Oxford pode revolucionar as previsões climáticas do IPCC?
Uma equipa de investigadores da Universidade de Oxford desenvolveu um algoritmo que poderá transformar radicalmente a forma como as projeções climáticas do IPCC são desenvolvidas. Descubra como este algoritmo inovador pode ser um fator de mudança.
As alterações climáticas são um dos maiores desafios do nosso tempo. Antecipar e compreender os seus efeitos é crucial para o desenvolvimento de políticas e estratégias eficazes. Tendo isto em mente, os modelos informáticos desempenham um papel essencial no fornecimento de projeções das futuras alterações climáticas.
O desafio do “spin-up"
As projeções climáticas do Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas (IPCC) baseiam-se em modelos informáticos sofisticados, conhecidos como Modelos do Sistema Terrestre (ESM's). Estas ferramentas simulam a resposta da terra, dos oceanos e da atmosfera às emissões de gases com efeito de estufa (GEE), fornecendo instrumentos poderosos para a previsão de futuras alterações ambientais. No entanto, os ESM são extremamente intensivos em termos de computação.
Apesar da sua fiabilidade, enfrentam um grande desafio técnico: o tempo necessário para iniciar as simulações, um período chamado “spin-up” que pode durar até dois anos. Este período é importante para que o modelo atinja um equilíbrio representativo das condições pré-industriais, essencial para avaliar o impacto humano no clima. Sem esta estabilização inicial, os resultados podem ser distorcidos, comprometendo a precisão das projeções climáticas.
Solução revolucionária
O algoritmo desenvolvido pelo Professor Samar Khatiwala e a sua equipa na Universidade de Oxford promete revolucionar este processo. Inspirado na técnica de aceleração de sequências, este algoritmo, denominado Anderson Acceleration (AA), tem por objetivo acelerar a convergência para o equilíbrio dos modelos oceânicos e terrestres. Ao otimizar o processo iterativo de spin-up, reduz significativamente o tempo de arranque dos ESM's.
O teste do algoritmo em modelos utilizados pelo IPCC revelou resultados significativos. Em média, o algoritmo permite que o modelo arranque dez vezes mais depressa. Mais precisamente, esta técnica pode acelerar a convergência para o equilíbrio de uma grande variedade de modelos geoquímicos oceânicos em 10 a 25 vezes. Esta abordagem não só representa uma enorme poupança de tempo, energia e recursos computacionais para os investigadores, como também pode melhorar a fiabilidade das projeções climáticas, reduzindo as incertezas associadas aos modelos.
Perspectivas futuras
O algoritmo de Oxford melhoraria a precisão das projeções climáticas, fornecendo aos decisores políticos informações mais exatas e fiáveis para os orientar na luta contra as alterações climáticas. Esta solução robusta e escalável deverá permitir uma utilização mais eficaz dos ESM's para resolver problemas científicos e sociais importantes.
Ao acelerar o arranque dos modelos, abre novas perspetivas para a investigação e a tomada de decisões no domínio das alterações climáticas. Com o desenvolvimento de novas simulações do Projeto de Intercomparação de Modelos Acoplados (CMIP) em curso, este estudo é oportuno, oferecendo um potencial considerável para transformar a forma como compreendemos e antecipamos os futuros desafios climáticos.
Referência da notícia:
Samar Khatiwala, Efficient spin-up of Earth System Models using sequence acceleration.Sci. Adv.10,eadn2839(2024). DOI:10.1126/sciadv.adn2839