Une nouvelle version du modèle Energy Exascale Earth System (E3SM) est deux fois plus rapide que sa version précédente publiée en 2018.

Les modèles du système terrestre ont une résolution à l'échelle météorologique et utilisent des ordinateurs avancés pour simuler des aspects de la variabilité de la Terre et anticiper les changements décennaux qui auront un impact critique sur le secteur énergétique américain dans les années à venir.

La version 2 du modèle Energy Exascale Earth System (E3SM2) est nettement plus rapide que son prédécesseur et a été diffusée à la communauté scientifique au sens large le 28 septembre. Bureau.

"E3SMv2 est plus rapide et meilleur que E3SMv1, " a déclaré Chris Golaz, scientifique de l'atmosphère du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). " C'est environ deux fois plus rapide sur des machines identiques, quatre fois plus rapide sur les machines que nous avons maintenant, par rapport à ce que nous avions pour E3SMv1. D'une génération à l'autre, les modèles du système terrestre deviennent généralement meilleurs mais aussi un peu plus lents, donc plus rapide et mieux est important."

La terre, avec ses innombrables interactions d'atmosphère, océans, composants de terre et de glace, présente un système d'enquête extraordinairement complexe. La simulation du système terrestre implique la résolution d'approximations physiques, des équations chimiques et biologiques régissant des grilles spatiales à des résolutions aussi fines que les ressources informatiques le permettent.

"E3SMv2 nous permet de simuler le présent de manière plus réaliste, ce qui nous donne plus de confiance pour simuler l'avenir, " a déclaré David Bader, Scientifique du LLNL et responsable du projet E3SM. "L'augmentation de la puissance de calcul nous permet d'ajouter plus de détails aux processus et aux interactions, ce qui se traduit par des simulations plus précises et utiles que la version précédente."

Le projet E3SM simule de manière fiable les aspects de la variabilité du système terrestre et projette des changements décennaux qui auront un impact critique sur le secteur énergétique américain à l'avenir. Ces facteurs critiques comprennent a) les températures régionales de l'air/de l'eau, qui peuvent mettre à rude épreuve les réseaux énergétiques ; b) disponibilité de l'eau, qui affecte les opérations de la centrale électrique ; c) les événements extrêmes du cycle de l'eau (par exemple, les inondations et les sécheresses), qui ont un impact sur les infrastructures et la bioénergie ; et d) l'élévation du niveau de la mer et les inondations côtières, qui menacent les infrastructures côtières.

En particulier, l'E3SMv2 améliore la représentation des précipitations et des nuages. "Spécifiquement, comment les nuages ​​changent dans un climat plus chaud est beaucoup plus réaliste, " a déclaré Golaz.

En outre, la résolution a été affinée grâce à des ordinateurs plus puissants. Il existe maintenant deux configurations entièrement couplées :une atmosphère de résolution uniforme à l'échelle mondiale de 100 kilomètres (km) et une résolution de modèle régional raffiné (RRM) avec une résolution de 25 km au-dessus de l'Amérique du Nord et de 100 km ailleurs. La configuration de maillage raffinée est particulièrement bien adaptée aux applications DOE.

"Grâce aux améliorations des performances, la configuration RRM de E3SMv2 fonctionne aussi vite que E3SMv1 dans sa configuration de résolution standard (100 km) il y a quelques années. Nous obtenons essentiellement la résolution beaucoup plus élevée gratuitement, '", a déclaré Golaz.

L'équipe mène actuellement la campagne de simulation avec E3SMv2. Les membres de l'équipe ont accompli plusieurs milliers d'années, et prévoient de courir pour plusieurs milliers d'autres.