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Gestaltung der digitalen Zukunft Europas

Ziel Erde

Destination Earth (DestinE) und seine Entwicklung digitaler Erdzwillinge sind der Schlüssel zur Vorhersage der Auswirkungen und zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel.

    Bild der Erde aus dem Weltraum, die Destination Erde repräsentiert

Destination Earth (DestinE) zielt darauf ab, auf globaler Ebene ein hochgenaues digitales Modell der Erde zu entwickeln, um die Wechselwirkung zwischen Naturphänomenen und menschlichen Aktivitäten zu überwachen und vorherzusagen. Im Rahmen des Grünen Deals und der Digitalstrategie der Europäischen Kommission wird DestinE zur Verwirklichung der Ziele des doppelten Wandels beitragen, nämlich grün und digital.

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Destine wird das Potenzial der digitalen Modellierung der Erdsysteme 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. Durch die beispiellosen Beobachtungs- und Simulationskapazitäten von DestinE, die von Europas HPC-Computern und KI-Kapazitäten gestärkt werden, werden wir besser darauf vorbereitet sein, auf große Naturkatastrophen zu reagieren, sich an den Klimawandel anzupassen und die sozioökonomischen Auswirkungen vorherzusagen. Durch die Konsolidierung des Zugangs zu wertvollen Datenquellen in ganz Europa ist DestinE auch ein wichtiger Bestandteil der europäischen Datenstrategie.

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 die Möglichkeit, sich auf Themenbereiche von gesellschaftlicher Relevanz wie die regionalen Auswirkungen des Klimawandels, Naturgefahren, marine Ökosysteme oder städtische Räume zu konzentrieren.
  • Verbesserung der Vorhersagefähigkeiten zur Maximierung der Wirkung: 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 Rechnens (HPC) und des Datenhandlings in extremer Skala: 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.

Die industriellen und technologischen Fähigkeiten Europas werden beispielsweise durch die Simulation und Beobachtung des gesamten Erdsystems und den Einsatz künstlicher Intelligenz (KI) für Datenanalysen und vorausschauende Modellierung gestärkt.

Destination Erdsystem

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 Platform bietet einen benutzerfreundlichen Einstiegspunkt für DestinE-Benutzer. 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 ist die Konsolidierung bereits bestehender europäischer Datenbestände aus Copernicus, den Datenbeständen der drei Durchführungsstellen für Destination Earth (ESA, EUMETSAT und ECMWF) und anderen Quellen wie dem Internet der Dinge (IoT) und sozioökonomischen Daten. Es integriert auch die neuen Daten, die aus den Digital Twins stammen und einen kohärenten und selbststehenden DestinE-Datenraum schaffen. Es wird Zugriff auf die Daten bieten, die für den Betrieb der Digital Twins und der Core Service Platform benötigt werden, und es wird Benutzerdaten hosten, die mit der DestinE-Benutzergemeinschaft geteilt werden, während die Nahdatenverarbeitung unterstützt wird, 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 Nachbildungen der hochkomplexen Erdsysteme – 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 – zum Beispiel über Ozeane oder Biodiversität – für einen umfassenden digitalen Zwilling der Erde zu integrieren. Die digitalen Zwillinge von DestinE bieten Nutzern maßgeschneiderten Zugang zu hochwertigem Wissen für die benutzerspezifische Szenarioentwicklung zur Entscheidungsunterstützung. Die Digital Twins werden vom European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) entwickelt.

Umsetzung

Die operative Kernplattform, der Data Lake und die ersten digitalen Zwillinge werden im Rahmen 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 EuroHPC und 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 Initiative wird von drei betrauten Einrichtungen gemeinsam durchgeführt: die Europäische Weltraumorganisation (ESA), das Europäische Zentrum für mittlere Wettervorhersagen (ECMWF) und die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) in den nächsten 7-10 Jahren. Am 15. Dezember 2021 unterzeichneten die Europäische Kommission und die drei Durchführungsstellen Beitragsvereinbarungen, um die erste Umsetzungsphase bis Mitte 2024 einzuleiten.

Vorbereitung für DestinE

Der erste Stakeholder-Workshop zu DestinE wurde im November 2019 veranstaltet, um die Initiative bekannt zu geben und Feedback von potenziell interessierten Stakeholdern zu sammeln. Sie brachte eine große Anzahl potenziell interessierter Kreise aus Behörden und Industrie- und Wissenschaftsgemeinschaften zusammen.

Um potenzielle Anwendungsbereiche und parallele Initiativen zu untersuchen, führte die Gemeinsame Forschungsstelle eine Studie zur Analyse von Anwendungsfällen des DestinE und eine Erhebung über digitale Zwillingsinitiativen in den EU-Ländern durch, mit Beiträgen der ESA, des ECMWF und der EUMETSAT, der Kommissionsdienststellen und -Agenturen.  

Eine weitere Reihe offener Stakeholder-Workshops fand statt:

Am 30. März 2022 wurde eine öffentliche Online- Veranstaltung organisiert, um die Initiative in Anwesenheit der Vertreter der drei Durchführungsstellen, der wichtigsten Interessenträger und der breiten Öffentlichkeit offiziell zu starten.

Zeitleiste

Destine wird schrittweise durch die folgenden wichtigen Meilensteine entwickelt:

  • Bis 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.

Aktuelle Nachrichten

VERANSTALTUNG |
Startveranstaltung „Destination Earth“

Die Europäische Kommission organisiert gemeinsam mit den Durchführungsstellen, dem Europäischen Zentrum für mittelfristige Prognosen (ECMWF), der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) eine öffentliche Online-Veranstaltung zum Start der Initiative „Destination Earth“.

BROCHURE |
Destination Earth

This brochure gives you a quick overview of Destination Earth: the digital twin of the Earth helping us towards a sustainable future.

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Gesamtbild

Rechner der nächsten Generation

EU-Investitionen in Hochleistungsrechner und Rechentechnologien werden Europa in die Lage versetzen, in der digitalen Dekade eine Vorreiterrolle im Bereich des Hochleistungsrechnens einzunehmen.

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