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摘要：为了确保由欧盟发起了两项计划——绿色协议（Green Deal，在2050年实现欧洲地区“碳中和”）和数字化战略（DigitalStrategy）顺利实现，气候学家和计算机科学家发起了“目的地地球倡议”（Destination Earth initiative）项目。这一项目旨在建立一个全面和高精度的数学孪生地球，在空间和时间上精确监测和模拟气候发展、人类活动和极端事件等，预计从今年中期开始执行，并运行长达10年时间。 
Computational science is crucial for delivering reliable weather and climate predictions. However, despite decades of high-performance computing experience, there is serious concern about the sustainability of this application in the post-Moore/Dennard era. Here, we discuss the present limitations in the field and propose the design of a novel infrastructure that is scalable and more adaptable to future, yet unknown computing architectures.这一项目由欧洲中期天气预报中心（ECMWF）、欧洲航天局（ESA）和欧洲气象卫星开发组织（EUMETSAT）联合推动。发表于《自然·计算科学》的研究揭示了实施这一项目的具体措施、可能的挑战和解决方法。由这一数字孪生地球构成的庞大信息系统，将能开发和测试更可持续发展的情景，帮助更好地制定环境政策。打造出的全新的“地球系统模型”将尽可能真实地展现出地表上几乎所有的过程，包括人类对水、食物和能源等资源的影响，以及一些地球物质的物理过程。2023年，推出一个基于云的可操作平台和两个“数字孪地球”系统，一个是由欧洲中期天气预报中心管理的天气和地球物理“数字孪地球”系统；另一个是关于气候变化方面的“数字孪地球”系统。2025年，平台整合4-5个可操作的“数字孪地球”系统，并为公共部门提供服务，以监测、评估有关环境和气候的拟议政策和立法措施的影响。2025-2030年，融合各个“数字孪地球”系统，向全“数字孪地球”发展。“目的地地球”计划是一次重要的学科整合，如果能够逐步达成预期目标，那么，在涉及地球科学的一大批目前相互独立的学科之上，将涌现出新的超级学科。也许到那时，长期困扰科学界的难题（如气象预报、地震预测）将有望解决。他们在文中讨论了有什么具体举措可以推动这场“地球系统科学的数字化革命”（The digital revolution of Earth-system science），并分析了这场革命会带来的挑战以及相应的解决方案。
在过去，天气和气候模型运用的是不同的方法来模拟地球系统。那样模拟出的物理过程虽然同样很广泛，但往往忽视了小尺度过程的描绘，可正是这些过程才能帮助我们更精准地预报天气。数字孪生体能够实现这两个方面的结合，通过高分辨率的模型描绘出整个地球系统中各种复杂的过程。但为了实现这一点，模拟程序的代码必须进行更新，以适应计算能力更强的新技术。作者们也看到了人工智能的巨大潜力。例如，它可以用于数据同化或者说观测数据处理，还可以在模型中模拟不确定的物理过程并实现数据压缩。因此，人工智能可以大大加快模拟速度，从海量数据中过滤出最重要的信息。此外，研究人员认为运用机器学习可以提高计算效率，同时实现对物理过程更精准的描述。科学家们将他们发布的战略文件视为成功打造“地球数字孪生体”的起点。
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