Immagina di avere una copia perfetta della Terra dentro un computer: un modello così dettagliato da simulare l'atmosfera, gli oceani, i ghiacci e perfino l'impatto delle attività umane, su cui poter "provare" cosa succederebbe con un'alluvione, un'ondata di calore o una diversa politica energetica. È l'obiettivo di Destination Earth (DestinE), l'iniziativa con cui l'Unione Europea sta costruendo un gemello digitale del nostro pianeta.
Che cos'è un gemello digitale
Il concetto di "gemello digitale" (digital twin) nasce nell'industria: si tratta di una replica virtuale di un oggetto reale, come un motore o un impianto, costantemente aggiornata con i dati raccolti da sensori. Serve a monitorarne lo stato, prevederne i guasti e testare modifiche senza rischi.
Applicare questa idea all'intero pianeta è una sfida enorme. Un gemello digitale della Terra deve integrare osservazioni da satelliti, stazioni meteorologiche, boe oceaniche e altre fonti, e combinarle con modelli fisici capaci di simulare l'evoluzione del sistema climatico con una risoluzione molto più fine rispetto ai modelli tradizionali.
Chi realizza il progetto
Destination Earth è promosso dalla Commissione Europea nell'ambito del programma Europa Digitale ed è stato avviato alla fine del 2021. La realizzazione è affidata a tre organizzazioni:
- l'Agenzia Spaziale Europea (ESA), che sviluppa la piattaforma di accesso per gli utenti;
- il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECMWF), che costruisce i gemelli digitali veri e propri;
- EUMETSAT, l'organizzazione europea per i satelliti meteorologici, che gestisce il "lago di dati" in cui confluiscono le informazioni.
La prima fase è stata finanziata con circa 150 milioni di euro. L'obiettivo di lungo periodo è arrivare, entro il 2030, a una replica digitale completa del sistema Terra.
I primi due gemelli
Il progetto procede per tappe. I primi gemelli digitali sviluppati sono due:
- il gemello per gli eventi estremi, che simula con grande dettaglio fenomeni come tempeste, alluvioni e ondate di calore, per aiutare le autorità a prepararsi e a reagire;
- il gemello per l'adattamento ai cambiamenti climatici, che produce proiezioni climatiche su più decenni, utili per pianificare infrastrutture, agricoltura e gestione delle risorse idriche.
Nel 2024 è stata presentata la prima versione della piattaforma DestinE, accessibile a ricercatori ed enti pubblici. Nel tempo si aggiungeranno altri gemelli dedicati, per esempio, agli oceani, alla biodiversità e all'energia.
Il ruolo dell'Italia e dei supercomputer
Per far funzionare modelli di questo tipo serve una potenza di calcolo straordinaria. Destination Earth utilizza i supercomputer della rete europea EuroHPC, tra cui Leonardo, installato presso il Tecnopolo di Bologna e gestito dal consorzio CINECA, oltre a LUMI in Finlandia e MareNostrum 5 a Barcellona. Sempre a Bologna ha sede il data center dell'ECMWF, trasferito dal Regno Unito negli ultimi anni.
La città emiliana è così diventata uno dei principali poli europei per il calcolo scientifico applicato al meteo e al clima, un ruolo che rende l'Italia protagonista del progetto.
A cosa servirà nella pratica
Le applicazioni potenziali sono molte. Una protezione civile potrebbe simulare l'impatto di piogge intense su un bacino fluviale specifico e decidere in anticipo dove intervenire. Un comune potrebbe valutare quanto un nuovo parco urbano riduca le temperature estive in un quartiere. Il settore energetico potrebbe prevedere con più precisione la produzione di impianti eolici e solari, come le grandi centrali solari a concentrazione.
Il principio di fondo è la possibilità di porre domande del tipo "cosa succede se...?": testare scenari diversi sul gemello digitale prima di prendere decisioni nel mondo reale.
Cosa cambia rispetto alle previsioni meteo tradizionali
I modelli meteorologici usati ogni giorno lavorano su una griglia che divide l'atmosfera in celle di alcuni chilometri di lato. I gemelli digitali di DestinE puntano a risoluzioni molto più fini, dell'ordine di pochi chilometri su scala globale e ancora meno su aree locali. A questa scala il modello può rappresentare direttamente fenomeni come i temporali, i rilievi montuosi o l'effetto delle città, invece di stimarli in modo approssimativo.
L'altra novità è l'interattività. Gli utenti non riceveranno soltanto previsioni già pronte, ma potranno interrogare il sistema, combinare i dati climatici con informazioni su popolazione, infrastrutture e uso del suolo, e ottenere risposte su misura per il proprio territorio.
Limiti e sfide
Nonostante le ambizioni, nessun modello potrà mai essere una copia "esatta" della Terra. Il sistema climatico è caotico e le previsioni avranno sempre un margine di incertezza. Inoltre la qualità dei risultati dipende dalla quantità e dalla qualità dei dati disponibili, che non sono uniformi in tutte le regioni del mondo. C'è poi la questione del consumo energetico: i supercomputer necessari per queste simulazioni richiedono enormi quantità di elettricità, anche se le nuove macchine sono progettate per essere sempre più efficienti.
Infine resta aperta la sfida dell'accessibilità: rendere i risultati comprensibili e utilizzabili anche da chi non è un esperto di modellistica climatica.
Dove saperne di più
Il sito ufficiale destination-earth.eu raccoglie aggiornamenti, dati e informazioni per chi vuole utilizzare la piattaforma. Il progetto si inserisce nel quadro più ampio dell'osservazione della Terra dallo spazio, un campo in cui l'Europa investe da decenni con programmi come Copernicus.
Per altri temi legati all'ambiente e al clima leggi il nostro articolo sul lago Baikal, il più antico e profondo del mondo, oppure esplora le sezioni Clima e ambiente e Tecnologia.
