In che modo la potenza del supercalcolo sta aiutando con piani anti-inquinamento come i divieti automobilistici in tutta la città

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Caliope funziona con il supercomputer più potente della Spagna, il MareNostrum nel Barcelona Supercomputing Center.

Immagine: Caliope

In circa l’80 percento delle città di tutto il mondo, l’inquinamento atmosferico supera i livelli di sicurezza, secondo l’Organizzazione mondiale della sanità, che afferma anche che circa il 92 percento dei cittadini vive in queste aree inquinate. Di gran lunga il principale responsabile dell’inquinamento atmosferico è il traffico.

Prende il nome dalla dea greca dell’eloquenza e dalla musa della poesia epica, il sistema di previsione della qualità dell’aria Calliope in Spagna può determinare i livelli dei principali inquinanti atmosferici, come l’ozono, il biossido di azoto, il biossido di zolfo e le particelle sospese nell’aria. Fornisce previsioni sulla qualità dell’aria per l’Europa fino al chilometro quadrato e per ora.

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Per poter raggiungere quei livelli di dettaglio, riunisce diversi sistemi. Questi includono il modello di emissione di Hermes, il modello meteorologico WRF-ARW, il modello BSC-Dream8b e il modello di trasporto chimico CMAQ, tutti in esecuzione insieme sul supercomputer più potente della Spagna, il MareNostrum nel Barcelona Supercomputing Center, il cui Dipartimento di Scienze della Terra ha sviluppato il strumento di modellazione.

Per generare una serie di previsioni che coprano 48 ore, Caliope deve eseguire il software su circa 300 CPU per sei ore.

Utilizzando questa potenza di calcolo, i ricercatori sono in grado di allertare le autorità sui prossimi picchi di inquinamento. Le previsioni di Caliope non sono solo fondamentali per supportare le decisioni sul miglioramento della qualità dell’aria, ma aiutano anche a sviluppare simulazioni per valutare l’impatto sulle città di determinate misure, come la limitazione del traffico nei periodi di alto rischio per la salute.

Ma c’è inevitabilmente un elemento di incertezza “perché l’atmosfera è caotica e perché le previsioni non sono perfette”, afferma il professor Carlos Pérez Garcia-Pando, responsabile della composizione atmosferica presso BSC Group.

Quindi gran parte del suo lavoro consiste nell’educare le autorità sulle “capacità del modello e sulla sua utilità”, in modo che le amministrazioni possano informare i cittadini e valutare quali misure adottare. Quali misure potrebbero essere le più efficaci è una questione diversa.

Allo Smart City Expo World Congress, tenutosi a Barcellona lo scorso novembre, un rappresentante della Greater London Authority ha confessato che la tassa sulla congestione per limitare il numero di auto in arrivo in città non ha funzionato.

Parigi e Madrid stanno anche limitando il traffico quando un velo grigio di aria sporca offusca i loro skyline, perché alti livelli di sostanze inquinanti possono causare asma, allergie e malattie circolatorie e respiratorie.

P茅rez Garcéa-Pando, la cui ricerca si concentra sulla comprensione dei processi fisici e chimici che controllano gli aerosol atmosferici e sulla valutazione dei loro effetti su clima, biogeochimica degli oceani, qualità dell’aria e salute, è convinto che le soluzioni debbano essere “tecniche e non ideologiche “.

Sebbene riconosca che le soluzioni derivano inevitabilmente da un processo di tentativi ed errori, afferma che i dati precisi sono fondamentali. Questo è il motivo per cui lui e il suo team stanno lavorando per migliorare l’accuratezza delle previsioni di Caliope fino al livello della strada a Barcellona.

Il governo catalano sta discutendo l’utilizzo di Caliope nella regione catalana, in collaborazione con il servizio meteorologico catalano Meteocat e il Comune di Barcellona. L’obiettivo principale è ottenere dati sull’impatto di alcune misure per vedere se è possibile prendere decisioni sulla limitazione del traffico, simili a quelle prese a Parigi e Madrid.

La Commissione europea ha recentemente inviato avvertimenti finali alla Spagna per affrontare le ripetute violazioni dei limiti di inquinamento atmosferico per il biossido di azoto, in particolare a Madrid e Barcellona.

Nel frattempo, il Segretariato per l’Ambiente del Governo di Città del Messico, SEDEMA, ha annunciato di aver adottato Caliope per prevedere la qualità dell’aria nella capitale messicana e valutare le misure per ridurre i livelli di inquinamento.

Il sistema, finanziato dal Ministero spagnolo dell’Agricoltura, dell’Alimentazione e dell’Ambiente, fornisce servizi anche a piccole iniziative private, ed è disponibile via web e tramite app per iPhone e Android.

Ha il potenziale per migliorare le sue prestazioni quando il supercomputer MareNostrum di BSC aumenterà la sua potenza computazionale di 12 volte per raggiungere 13,7 petaflop durante il primo trimestre del 2017.

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