Collegare i gemelli digitali nazionali e regionali a DestinE
Il consorzio italiano Cineca sta ampliando la sua collaborazione con il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF) per guidare un consorzio esteso che esplora le capacità interoperabili fornite dal Digital Twin Engine per collegare il gemello digitale globale Weather-Induced Extremes, entrambi sviluppati da ECMWF nell’ambito dell’iniziativa Destination Earth della Commissione europea (DestinE), con un gemello digitale regionale, GLORI DT (Global-to-Regional ICON Digital Twin). Questa estensione offre un’opportunità unica di sperimentare il trasferimento di tecnologie e di elaborare un progetto di sinergie tra i gemelli digitali di DestinE e le iniziative complementari di gemelli digitali nazionali e regionali.
Cineca è coinvolto nella tecnologia adottata da ECMWF per DestinE fin dalle prime fasi, con particolare attenzione all’implementazione dei gemelli digitali di ECMWF e del motore del gemello digitale sui sistemi di supercalcolo eterogenei forniti da EuroHPC Joint Undertaking.
Nell’ambito dell’accordo esteso tra ECMWF e Cineca, il gemello digitale GLORI sfrutterà le capacità del DestinE Digital Twin Engine (DTE) e del Data Lake (DEDL), aprendo la strada a future opportunità di collaborazione tra i gemelli digitali DestinE e altri gemelli digitali nazionali e regionali non inclusi in questa iniziativa. Nell’ambito di questa estensione dell’accordo, il Cineca guida un consorzio allargato che comprende diversi partner che apportano competenze essenziali nella previsione del sistema terra, tra cui ItaliaMeteo – Agenzia Nazionale per la Meteorologia e la Climatologia, ARPAE – Agenzia Regionale per la Prevenzione, l’Ambiente e l’Energia dell’Emilia-Romagna, CMCC – Fondazione Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, e con il supporto di DWD – Deutscher Wetterdienst.
L’estensione dell’accordo durerà per i prossimi 18 mesi, dimostrando l’interoperabilità e le capacità di trasferimento tecnologico di DestinE. Il progetto fornirà un passo significativo verso la costruzione di un ecosistema completo che supporti il collegamento dei gemelli digitali nazionali e regionali con DestinE.
Sorelle gemelle digitali
The Global-to-Regional ICON Digital Twin (GLORI DT) is a European cooperation project based on the Icosahedral Nonhydrostatic Weather and Climate Model (ICON), which is a key component in the Climate Change Adaptation Digital Twin (Climate DT) delivered in DestinE, and on the cooperation with the ICON and the COSMO consortia. GLORI DT consists of an on– demand, global to regional high resolution digital twin with a focus on the Mediterranean and the Alpine regions. Several use cases explore the application of GLORI DT in the area of river flooding, health, mineral dust, urban flooding and urban heat island.
Il gemello digitale globale-regionale ICON (GLORI DT) è un progetto di cooperazione europea basato sul modello meteorologico e climatico non idrostatico Icosahedral (ICON), che è una componente chiave del gemello digitale per l’adattamento ai cambiamenti climatici (Climate DT) consegnato a DestinE, e sulla cooperazione con i consorzi ICON e COSMO. GLORI DT consiste in un gemello digitale ad alta risoluzione, globale e regionale, con particolare attenzione al Mediterraneo e alle regioni alpine. Diversi casi d’uso esplorano l’applicazione di GLORI DT nell’area delle inondazioni fluviali, della salute, delle polveri minerali, delle inondazioni urbane e dell’isola di calore urbana.
L’iniziativa GLORI DT, che opera sul sistema Leonardo EuroHPC gestito dal Cineca, in prossimità della componente globale del Weather-Induced Extremes Digital Twin (Extremes DT) sviluppato da ECMWF, offre un’opportunità unica per un caso d’uso che sfrutta le somiglianze negli obiettivi e nella tecnologia, fornendo al contempo informazioni regionali complementari. Il GLORI DT può aumentare e contribuire ai dettagli per i diversi settori più colpiti dagli estremi meteorologici nella regione mediterranea, integrando le informazioni provenienti dalle componenti globali e regionali del DestinE Extremes DT. Il DT Extremes ha anche una componente regionale su richiesta, sviluppata da un ampio consorzio guidato da Météo France, che consente di ingrandire gli eventi estremi in Europa.
Con l’estensione di questo contratto, la partnership guidata da Cineca ed ECMWF esplorerà le interfacce tra GLORI DT, l’Extremes Digital Twin sviluppato da ECMWF per DestinE e i componenti architettonici di DestinE, come il Digital Twin Engine (DTE), un’infrastruttura software innovativa sviluppata da ECMWF che consente di eseguire le complesse operazioni dei gemelli digitali di DestinE nel sistema di supercalcolo Leonardo messo a disposizione da EuroHPC JU.
Imparare gli uni dagli altri
Dato che tutti gli elementi sono già implementati nello stesso sistema di supercalcolo fornito da EuroHPC, Leonardo, questo progetto è un banco di prova ideale per distillare i singoli elementi del flusso di lavoro, dimostrare e migliorare l’interoperabilità di DestinE con altri gemelli digitali e la produzione di informazioni complementari a supporto dei processi decisionali nazionali e regionali.
Gabriella Scipione, responsabile del settore HPC Data Management and Analytics del Cineca, ha dichiarato
“Per noi si trattava di un’opportunità evidente, dal momento che tutti gli elementi erano riuniti nello stesso sistema, che ospitiamo e gestiamo, e ognuno dei partner era intenzionato a collaborare per scopi diversi. L’estensione offre l’opportunità di concentrarsi sull’interoperabilità e sulle sinergie di applicazione sul Leonardo HPC, tra il progetto GLORI esistente, il Global Extremes Digital Twin basato su IFS e il DestinE Digital Twin Engine, contribuendo a colmare le lacune di ciascun componente, rafforzando e costruendo in definitiva la resilienza di tutti e tre.”
Questi sforzi andranno a vantaggio di entrambi i sistemi sotto diversi aspetti. Ad esempio, GLORI DT può essere inizializzato con le condizioni iniziali di ICON, ma anche con le stesse condizioni iniziali di Extremes DT. Questa estensione del contratto metterà anche alla prova i processi interoperabili del DTE per quanto riguarda il quadro di modellazione del sistema terrestre, i flussi di dati e i flussi di lavoro.
L’interoperabilità è un obiettivo chiave per DestinE, e questo studio pilota di interoperabilità mostrerà come l’iniziativa possa interagire con altri gemelli digitali sviluppati in Europa, anche se non fanno parte dell’iniziativa.
Destination Earth è un’iniziativa finanziata dall’Unione Europea e lanciata nel 2022, con l’obiettivo di costruire una replica digitale del sistema Terra entro il 2030. L’iniziativa è attuata congiuntamente da tre enti incaricati: il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF), responsabile della creazione dei primi due “gemelli digitali” e del “Digital Twin Engine”, l’Agenzia spaziale europea (ESA), responsabile della costruzione della “Core Service Platform”, e l’Organizzazione europea per lo sfruttamento dei satelliti meteorologici (EUMETSAT), responsabile della creazione del “Data Lake”.
Ulteriori informazioni su Destination Earth sono disponibili sul sito web di Destination Earth e sul sito web della Commissione europea.
Maggiori informazioni sul ruolo di ECMWF sono disponibili qui.
Maggiori informazioni sul ruolo del Cineca sono disponibili sul sito web CIneca HPC.
