惑星地球全体をシミュレートするコンピューターモデルであるLiving Earth Simulator（LES）は、地球の気候、生態系、人間の行動、社会的ダイナミクスを駆動する複雑なプロセスを結合することにより、地球システムのモデリングを新しいレベルに引き上げようとします。
LESは段階的に開発されます。気候科学に焦点を当てた最初の段階は、スーパーコンピューターのアースシミュレーターモデル（ESM）に基づいた気候シミュレーションのために2002年以降、日本人が運営してきたアースシミュレーターへの次の段階です。
第2段階では生態系モデルが導入され、第3段階が人間の活動を追加します。目標は、2030年までに完全操作を達成することです。
LESは、日本の神戸にあるRiken Computational Scienceのセンターに収容されます。完了すると、LESは、1秒あたり1枚の浮動小数点操作（1秒あたり10億の操作）または現在のESMの100倍の強力なフロートオペレーションを実行できると予想されます。
このモデルのシミュレーションは、科学者が将来地球がどのように変化するか、地球温暖化と気候変動が生物圏にどのように影響するか、そして環境の課題にどのように対処できるかについて、より正確な予測を提供することが期待されています。
詳細操作
LESは、大気、海洋、凍結圏、土地表面、生物圏、人間の活動や社会的相互作用など、地球のシステムの物理的および化学的プロセスをシミュレートすることで動作します。
たとえば、大気中の物理的および化学的プロセスは、流体の動的方程式を解くことによってシミュレートされ、微物理学と化学反応方程式を解くことによってエアロゾルと雲がシミュレートされます。
地球温暖化と気候変動に加えて、LESは、地震や津波、火山、洪水と干ばつ、ハリケーン、エルニノ南発振（ENSO）など、幅広い他の地球システム現象をシミュレートするように設計されています。
LESは、最新の科学的知識とデータで絶えず更新されており、その予測が可能な限り正確で信頼性があることを保証しています。このデータはモデルに供給され、スーパーコンピューターによって処理されます。これは、異なる地球システムの相互作用をシミュレートし、将来の環境および気候条件の予測を生成します。
その後、モデルの出力を分析および視覚化することができ、研究者は地球のシステムの相互接続性と人間の活動の影響に関する洞察を得ることができます。
LESの開発における重要な課題の1つは、コンピューターモデルにおける地球のシステムの複雑さを表すことです。科学者は、モデルの予測が正確で信頼性があることを確認しながら、モデルを計算可能にするために特定のプロセスと相互作用を簡素化する必要があります。
もう1つの課題は、モデルを初期化し、その予測を検証するために必要な膨大な量のデータです。科学者は、モデルの精度を改善し、より効率的にするために常に取り組んでおり、地球の将来についてますます詳細かつ信頼できる予測を行うために使用できるようにしています。
les のアプリケーション
LESは、次のようないくつかの分野に大きな影響を与えると予想されます。
- 気候科学 ：このモデルは、地球温暖化と気候変動が地球のシステムと生態系にどのように影響するかを予測するために使用できます。
- 環境管理： LESは、汚染、森林破壊、都市化などの人間活動の環境への影響を特定し、軽減するのに役立ちます。
- 災害対応と準備 ：モデルは、地震、津波、ハリケーンなどの潜在的な災害の早期警告を提供できます。
- 教育と研究 ：LESは、地球システムの科学について学生に教えるためのツールとして使用し、幅広い環境トピックに関する研究を実施することができます。
地球システムのさまざまなコンポーネント間の複雑な相互作用をシミュレートすることにより、LESは、惑星の過去、現在、未来への貴重な洞察を提供し、持続可能な環境管理と人間の幸福の意思決定をサポートすることを目指しています。
