McCoy, de l'Université du Wyoming, dirige un projet de modèle du système terrestre grâce à une subvention du DOE d'un million de dollars

May 13, 2024

28 août 2023

28 août 2023 — Comprendre et prévoir l’environnement mondial est essentiel pour éclairer les décisions dans les domaines des infrastructures, de l’énergie et de l’agriculture. Pour comprendre et prédire l’environnement mondial, des modèles globaux sont nécessaires.

Pour mieux résoudre ce problème, Daniel McCoy, professeur adjoint de sciences atmosphériques à l'Université du Wyoming, examine les modèles du système terrestre (ESM) comme fondement de la façon de prédire à quoi ressemblera la Terre dans les décennies à venir.

McCoy a reçu une subvention du Département américain de l'énergie (DOE) d'une valeur de 998 587 $ sur deux ans pour son projet intitulé « Création du cadre pour le modèle de système terrestre exascale énergétique de nouvelle génération (E3SM) au PROCEED (Perturbed Physics Ensemble Regression Optimization Center for ESM Evaluation and Développement)." La subvention commence le 1er septembre et se termine le 31 août 2025.

Il s'agit de l'un des 14 projets de recherche sur les énergies propres qui ont reçu un financement total de 33 millions de dollars du DOE lors d'une annonce du 26 juillet. Ce financement – ​​fourni par le biais du programme établi du DOE pour stimuler la recherche compétitive (EPSCoR) – est destiné à améliorer la répartition géographique des fonds fédéraux de recherche et de développement et à renforcer les capacités de recherche dans les régions mal desservies du pays. Les projets financés couvriront une gamme de sujets, notamment l'intégration du réseau, l'énergie solaire et éolienne renouvelable et la fabrication de pointe.

« Le projet financé par la National Science FoundationDroitesuperordinateur auCentre de calcul intensif NCAR-Wyoming dans lequel l'État du Wyoming a investi de manière significative rend ce type de travail informatique possible », déclare McCoy. « L’un des principaux éléments de ce travail consiste à utiliser l’intelligence artificielle et les techniques d’apprentissage automatique pour rendre la manière dont nous développons de nouveaux ESM plus efficace et plus fiable. À l’Université du Wyoming, les scientifiques qui participent à PROCEED proviennent du Département des sciences atmosphériques et de la School of Computing.

McCoy explique que les ESM résolvent des équations pour prédire les vents, la pluie, les nuages ​​et la température, entre autres quantités, dans des grilles partout dans le monde. Les ESM ont été créés par de nombreux laboratoires nationaux et internationaux, dont le DOE, dans le but de proposer des projections exploitables de la variabilité et des changements du système terrestre. De plus, il affirme que les scientifiques développent, améliorent et remettent constamment en question les ESM en comparant ce qu'ils prédisent à ce qui est vu depuis la surface, les avions et les satellites pour s'assurer qu'ils peuvent fournir des prévisions fiables sur l'avenir.

« Les MES ont un travail difficile. Ils doivent être capables de calculer comment des systèmes de tempêtes d’une largeur de mille kilomètres vont nous inonder de pluie ou nous frapper de vent. Dans le même temps, des gouttelettes dans les nuages ​​de moins d’un millimètre se forment sur de petits morceaux de poussière et de gravier », explique McCoy. « La façon dont les gouttelettes se forment dans les nuages ​​affecte la façon dont ces tempêtes se développent. Les MES doivent s’attaquer aux deux problèmes en même temps.

McCoy est le chercheur principal (PI) du projet et collaborera avec Jennifer Griswold, professeure agrégée de sciences atmosphériques et directrice du département à l'Université d'Hawaï-Mānoa. Gabrielle Allen, directrice de l'UW School of Computing, et Dana Caulton, professeur adjoint de sciences atmosphériques à l'UW, seront co-chercheurs principaux de la subvention.

Le groupe travaillera avec des scientifiques du Pacific Northwest National Laboratory et du Lawrence Livermore National Laboratory. De plus, la subvention bénéficiera d'un comité consultatif externe, comprenant des scientifiques du Bureau météorologique du Royaume-Uni, de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego, de l'Institut Goddard d'études spatiales de la NASA et de l'Université de technologie de Delft.

PROCEED développera de nouvelles approches pour améliorer la façon dont les processus à l'échelle de la poussière et des gouttelettes nuageuses dans les ESM sont représentés et pour mieux comprendre comment ils s'impriment sur notre planète, dit-il.

« La prochaine grande avancée énergétique américaine peut venir de n'importe où dans le pays, et c'est pourquoi les investissements fédéraux en recherche et développement devraient atteindre et bénéficier à toutes les régions du pays », a déclaré la secrétaire à l'Énergie, Jennifer Granholm. « Le financement que nous annonçons aujourd'hui stimulera l'innovation et créera des emplois dans le secteur énergétique à travers le pays.