Die Destination Earth (DestinE) ist eine Leitinitiative der Europäischen Kommission zur Entwicklung eines hochgenauen digitalen Modells der Erde auf globaler Ebene.Dieses Modell wird die Wechselwirkung zwischen Naturphänomenen und menschlichen Aktivitäten überwachen, simulieren und vorhersagen. Sie wird im Rahmen des Grünen Deals und der Digitalstrategie der Europäischen Kommission zur Verwirklichung der Ziele des doppelten Wandels beitragen.
Destine wird das Potenzial der digitalen Modellierung des Erdsystems auf einer Ebene erschließen, die einen echten Durchbruch in Bezug auf Genauigkeit, lokale Details, Zugriffsgeschwindigkeit und Interaktivität darstellt. Der Schwerpunkt liegt zunächst auf den Auswirkungen des Klimawandels und extremen Wetterereignissen, ihren sozioökonomischen Auswirkungen und möglichen Anpassungs- und Minderungsstrategien.
Destine wird beispiellose Beobachtungs- und Simulationsfunktionen von DestinE nutzen, die von Europas HPC-Computern und KI-Kapazitäten angetrieben werden. Dank dessen werden wir besser darauf vorbereitet sein, auf große Naturkatastrophen zu reagieren, uns an den Klimawandel anzupassen und die sozioökonomischen Auswirkungen vorherzusagen. Die Initiative stellt auch einen zentralen Bestandteil der europäischen Datenstrategie dar, indem der Zugang zu wertvollen Datenquellen in ganz Europa konsolidiert wird.
Nutzer von DestinE, einschließlich nichtwissenschaftlicher Experten, können auf riesige Mengen an Erdsystem und sozioökonomischen Daten zugreifen und mit ihnen interagieren, um
- Führen Sie hochgenaue, interaktive und dynamische Simulationen des Erdsystems durch, basierend auf umfangreichen Beobachtungsdatensätzen: Zum Beispiel thematische Bereiche von gesellschaftlicher Relevanz wie die regionalen Auswirkungen des Klimawandels, Naturgefahren, Meeresökosysteme oder städtische Räume.
- Verbessern Sie Vorhersagefähigkeiten, um die Wirkung zu maximieren. Zum Beispiel zum Schutz der biologischen Vielfalt, zum Management von Wasser, erneuerbaren Energien und Nahrungsmittelressourcen und zur Minderung von Katastrophenrisiken in einer sich wandelnden Welt.
- Unterstützung der EU-Politikgestaltung und -umsetzung. Zum Beispiel, um die Auswirkungen bestehender Umweltpolitiken und legislativer Maßnahmen zu bewerten und künftige faktengestützte Politikgestaltung zu unterstützen.
- Nutzen Sie das Potenzial des verteilten und leistungsstarken Computing (HPC) und des Datenhandlings im extremen Maßstab. Zum Beispiel über eine interaktive Plattform, die komplexe digitale Zwillinge und umfassende Toolkits für die Entwicklung und den Betrieb von Analytics-basierten Modellen mit vollem Zugriff auf große Mengen an unterschiedlichen Daten beherbergt.
Darüber hinaus werden die industriellen und technologischen Fähigkeiten Europas durch die Simulation und Beobachtung des gesamten Erdsystems und den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) für Datenanalysen und vorausschauende Modellierung unter anderem gestärkt.
Schlüsselkomponenten des Destination Earth Systems
Destine ermöglicht Nutzern den Zugriff auf thematische Informationen, Dienste, Modelle, Szenarien, Simulationen, Prognosen und Visualisierungen. Die zugrunde liegenden Modelle und Daten werden kontinuierlich bewertet, um zuverlässige und umsetzbare Szenariovorhersagen zu liefern. Destine wird zunächst den Behörden dienen und sich schrittweise für ein größeres Spektrum von wissenschaftlichen und industriellen Nutzern und der breiten Öffentlichkeit öffnen, um Innovationen anzukurbeln und neue Anwendungen und Dienstleistungen zu entwickeln.
Die Hauptkomponenten des DestinE-Systems sind:
Die Core Service Plattform
Die zentrale Serviceplattform bietet einen benutzerfreundlichen Einstiegspunkt für DestinE-Anwender. Die Plattform wird evidenzbasierte Entscheidungsinstrumente, -anwendungen und -dienste bereitstellen, die auf einem offenen, flexiblen und sicheren Cloud-basierten Computersystem basieren. Es wird Daten-, Cloud- und HPC-Infrastrukturen koordinieren und Zugang zu einer zunehmenden Zahl von digitalen Zwillingen ermöglichen, da sie schrittweise über entsprechende Europäische Kommission und/oder nationale Anstrengungen verfügbar werden.
Die Plattform wird relevante KI-Tools, extrem skalige Datenanalysen und Erdsystemüberwachungs-, Simulations- und Vorhersagefunktionen bereitstellen. Gleichzeitig wird es DestinE-Benutzern spezielle Ressourcen zur Verfügung stellen, die es ihnen ermöglichen, die Plattform anzupassen, ihre eigenen Daten zu integrieren und ihre eigenen Anwendungen zu entwickeln.
Die Beschaffung der Plattform und der damit verbundenen DestinE-Dienste obliegt der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).
Der Data Lake
Der Data Lake vereint bereits vorhandene europäische Datenbestände von Copernicus, die Datenbestände der drei Durchführungsstellen für Destination Earth (ESA, EUMETSAT und ECMWF) und andere Quellen wie das Internet der Dinge (IoT) und sozioökonomische Daten. Es integriert auch die neuen Daten, die aus den Digital Twins stammen und einen kohärenten und selbststehenden DestinE-Datenraum schaffen. Es wird Zugang zu den Daten bieten, die für den Betrieb der Digital Twins und der Core Service Platform benötigt werden. Und es hostet Benutzerdaten, die mit der DestinE-Benutzergemeinschaft geteilt werden und gleichzeitig die Nahdatenverarbeitung unterstützen, um die Leistung und die Skalierbarkeit der Dienste zu maximieren.
Der Data Lake wird von der European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) betrieben.
Die digitalen Zwillinge
Digitale Zwillinge sind digitale Nachbildungen der hochkomplexen Erdsysteme, die vom European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) entwickelt wurden.
Sie basieren auf einer nahtlosen Verschmelzung von Echtzeit-Beobachtungen und hochauflösender prädiktiver Modellierung in den thematischen Bereichen, ausgehend von den Extremereignissen und der Anpassung an den Klimawandel.
Langfristiges Ziel ist es, zusätzliche digitale Zwillinge wie Ozeane oder Biodiversität zu integrieren, um einen umfassenden digitalen Zwilling der Erde zu schaffen. Die digitalen Zwillinge von DestinE bieten Nutzern maßgeschneiderten Zugang zu hochwertigem Wissen für die benutzerspezifische Szenarioentwicklung, die eine evidenzbasierte Entscheidungsfindung unterstützen kann.
Die zentrale Serviceplattform, der Data Lake und die ersten digitalen Zwillinge werden durch Unterstützung des Programms „Digitales Europa“ der Kommission in Betrieb genommen.
Horizont Europa wird Forschungs- und Innovationsmöglichkeiten bieten, die die Weiterentwicklung von DestinE unterstützen. Es bestehen Synergien mit anderen einschlägigen EU-Programmen wie dem Gemeinsamen Unternehmen EuroHPCund dem Weltraumprogramm und damit verbundenen nationalen Initiativen. Die Europäische Kommission koordiniert die DestinE-Initiative in enger Zusammenarbeit mit den Mitgliedstaaten, assoziierten Ländern, wissenschaftlichen Gemeinschaften und Technologieexperten.
Die von drei betrauten Einrichtungen durchgeführte Initiative:
Am 15. Dezember 2021 unterzeichneten die Europäische Kommission und die drei Durchführungsstellen Beitragsvereinbarungen, um die erste Umsetzungsphase bis Mitte 2024 einzuleiten. Sie werden weiterhin zusammenarbeiten, um DestinE für die nächsten 7 Jahre umzusetzen.
Ein aktives Stakeholder-Engagement ist für den Erfolg von DestinE von entscheidender Bedeutung. Nur durch Stakeholder, die ihre Entwicklung leiten, kann DestinE unserer Vision gerecht werden und eine Lösung für die Bedürfnisse der Nutzergemeinschaft entwickeln. Zu diesem Zweck wurde ein Co-Design-Ansatz angenommen, der die Boarding-Politik, die Wissenschaft und die digitalen Gemeinschaften durch die beiden folgenden Säulen für das Engagement der Interessenträger fördert.
Offener Stakeholder-Dialog
In der ersten Phase (2022-2024) der Aktivitäten wird ein offener Dialog mit Interessenträgern eingerichtet. Eine breite Palette von Beiträgen wird die Möglichkeit haben, die Entwicklung des DestinE-Systems zu leiten, indem sie ihr Feedback zu ihren Bedürfnissen und Anforderungen geben und ihre Erfahrungen bei der Arbeit und Interaktion mit DestinE-Outputs teilen.
Zu diesen Interessenträgern gehören:
- Die Mitgliedstaaten
- Nutzer des öffentlichen Sektors
- Forschungs- und Entwicklungspartner
- Einrichtungen, die operative Anwendungen verwalten
Ein dediziertes Forum für den Austausch, der DestinE User eXchange, wird detaillierte Diskussionen über politische Nutzer auf EU- und nationaler Ebene erleichtern. Die Diskussionen sollten sich auf das Anwendungspotenzial, die Anforderungen und die Lücken der DestinE-Dienste konzentrieren.
Der DestinE User eXchange trifft sich regelmäßig mit der ersten Sitzung am 15. Februar 2023. Weitere Möglichkeiten für Engagement und gemeinsame Entwicklung werden sich im Laufe der Zeit im Einklang mit der Reife des Systems entwickeln.
Destine-Interessenträger können uns auch dabei helfen, relevante Synergien mit nationalen und europäischen Initiativen und Dienstleistungen zu identifizieren.
Gezielte Nutzerpartnerschaften
Eine weitere Säule des DestinE Stakeholder Engagements sind die gezielten Nutzerpartnerschaften. Ziel dieser Partnerschaften ist es, nachhaltige Dienstleistungen während der gesamten Lebensdauer von DestinE zu konzipieren und umzusetzen.
Wichtige Technologiepartner und kommerzielle Akteure können ihre Fähigkeit und ihr Wissen einbringen, um neue Fähigkeiten von DestinE in einer Weise zu entwerfen und umzusetzen, die den spezifischen Bedürfnissen der Nutzer entspricht. Ebenso können wir starke Technologiepartnerschaften aufbauen, um DestinE-Dienste durch die Zusammenarbeit mit anderen im Rahmen von Horizont Europa finanzierten digitalen Zwillingsinitiativen zu definieren und zu gestalten.
Aktuelle Beispiele für diese Forschungs- und Entwicklungsprojekte sind:
- der digitale Zwillingder Biodiversität
- der Intertwin
- der digitale Zwilling für geophysikalische Extreme
- der digitale Zwilling des Ozeans.
Zusätzliche thematische digitale Zwillinge werden im nächsten Arbeitsprogramm „Horizont Europa“ (2023-2024) zur Bereicherung des DestinE-Ökosystems gewährt.
Destine wird schrittweise durch die folgenden wichtigen Meilensteine entwickelt:
- Bis Mitte – 2024: Entwicklung der zentralen Serviceplattform, des Data Lake und der ersten beiden digitalen Zwillinge zu extremen Naturereignissen und Anpassung an den Klimawandel.
- Bis 2027: Weitere Verbesserung des DestinE-Systems und Integration zusätzlicher digitaler Zwillinge und zugehöriger Dienste.
- Bis 2030: Eine „vollständige“ digitale Nachbildung der Erde.
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