Amazon Membantu Para Peneliti Mempelajari Cara Meredupkan Matahari
Prosesor komputer di Amazon Web Services baru-baru ini bekerja keras untuk membuat 30 simulasi seperti apa Bumi pada pertengahan abad ini. Biasanya, model iklim berjalan di superkomputer. Namun upaya di server Amazon ini merupakan salah satu upaya pertama untuk melakukan pemodelan di cloud dan dapat merevolusi cara pemodelan dilakukan. Membeli waktu di cloud jauh lebih murah (walaupun biayanya tetap tidak ngawur) daripada membangun dan menjalankan superkomputer. Itu saja yang membuatnya unik, tetapi begitu juga beberapa dunia virtual yang diciptakan para ilmuwan.
Jika Anda tinggal di beberapa dari 30 dunia yang diciptakan oleh para peneliti di Pusat Penelitian Atmosfer Nasional, Anda akan membaca laporan tentang peningkatan karbon dioksida yang semakin tinggi. Rangkaian tahun terpanas yang tercatat pada akhir 2010-an akan menjadi tahun rata-rata pada pertengahan abad. Es laut akan jatuh ke rekor terendah dan bahkan mungkin hilang sama sekali di beberapa musim panas.
Namun, di beberapa dunia, ada sesuatu yang tidak beres. Suhu lebih dingin, es laut di sekitar lebih lama. Langit mungkin agak tipis, seperti seseorang yang mengoleskan putih ke biru yang biasanya jernih, hanya untuk matahari terbenam meledak dalam warna yang luar biasa. Dunia ini adalah dunia di mana manusia telah memutuskan untuk meredupkan Matahari—sedikit saja—memungkinkan lebih sedikit energi untuk mencapai permukaan bumi sehingga lebih sedikit yang terperangkap di sini oleh meningkatnya emisi karbon.
Proyek, yang juga dilakukan dalam kemitraan dengan SilverLining, sebuah organisasi nirlaba yang mempelajari apa yang secara luas disebut oleh para ilmuwan sebagai manajemen radiasi matahari, dapat menawarkan cara baru untuk model iklim. Melakukan komputasi di cloud dapat membuka pintu untuk membuat model lebih mudah diakses oleh ilmuwan, pembuat kebijakan, dan warga negara.
Penelitian untuk memblokir Matahari adalah salah satu topik yang sangat tidak nyaman. Studi yang telah dilakukan menunjukkan itu bisa menimbulkan bahaya, termasuk melepaskan tanaman mati dan pada dasarnya tidak mungkin dihentikan begitu program peredupan matahari dimulai. Namun eksperimen kami saat ini yang tidak disengaja untuk memuat atmosfer dengan gas rumah kaca itu sendiri merupakan risiko, yang tumbuh lebih mengerikan setiap tahun, dunia gagal mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Penelitian lebih lanjut tentang meredupkan Matahari sebagai opsi terakhir untuk mengurangi panas bisa menjadi penting.
Ada risiko nyata jika tidak mengetahui apa yang akan terjadi di dunia model di mana sinar matahari diredupkan. Ada nilai nyata dalam mendemokratisasi akses data. Namun, memasukkan skenario di server Amazon juga membuka pintu untuk beberapa pertanyaan yang meresahkan. Teknik untuk menurunkan jumlah sinar matahari yang mencapai permukaan bumi relatif murah jika Anda adalah orang terkaya (atau terkaya kedua, tergantung pada bulannya) di dunia.
Model iklim biasanya dijalankan pada superkomputer khusus. Lihat Top500 , daftar 500 superkomputer paling kuat di dunia, dan Anda akan menemukan beberapa yang ditempatkan di berbagai lembaga meteorologi dan fasilitas penelitian iklim di seluruh dunia. Komputer-komputer ini menghubungkan puluhan ribu inti prosesor yang dapat mengambil lapisan demi lapisan persamaan kompleks untuk mengatasi sejumlah masalah, termasuk masa depan planet ini.
Apa yang dilakukan NCAR dan SilverLining dengan Amazon, adalah sesuatu yang sama sekali berbeda. Alih-alih mengandalkan prosesor khusus di satu lokasi, mereka mengandalkan arsitektur komputasi awan Amazon untuk menangani perhitungan yang sama. Itu membuka pintu ke sejumlah manfaat. Para peneliti telah menguraikan bagaimana komputasi awan dapat memungkinkan lebih banyak kumpulan data untuk disimpan dan diintegrasikan ke dalam model dan memberi para ilmuwan kontrol yang lebih terperinci atas berapa banyak daya komputasi yang mereka butuhkan. Menyiapkan superkomputer untuk menjalankan model adalah proses yang memakan waktu. Komputasi awan dapat mengurangi penyesuaian yang diperlukan untuk menjalankan model yang berbeda dan mempelajari variabel yang berbeda—dan memungkinkan ilmuwan dan organisasi yang menjalankan superkomputer menghabiskan lebih banyak waktu untuk penelitian dan lebih sedikit untuk penyiapan.
“Komputasi awan telah mulai mencapai titik di mana ia dapat mempertimbangkan untuk mendukung beban kerja seperti ini,” Kelly Wanser, direktur eksekutif SilverLining, mengatakan. “Jadi Anda memiliki titik belok ini di mana teknologi dasarnya cukup canggih, dan pertanyaannya adalah, dapatkah Anda memecahkan kebuntuan adopsi dan melihat apakah Anda dapat menjalankan hal ini di cloud? Lalu apa yang terjadi jika kamu melakukannya?”
Amazon Web Services sedang digunakan untuk memodelkan periode dari 2035 hingga 2070 menggunakan Model Sistem Bumi Komunitas Versi 2 dari NCAR dan Model Iklim Komunitas Seluruh Atmosfer, keduanya dianggap sebagai model iklim teratas dunia. NCAR sendiri telah menjalankan model ini pada superkomputernya, termasuk Cheyenne, yang termasuk dalam 100 superkomputer tercepat di daftar Top500.
Douglas MacMartin , pakar iklim di Cornell yang telah mempelajari manajemen radiasi matahari, menyebut transisi ke awan sebagai “usaha yang tidak sepele.”
“Model iklim membutuhkan banyak waktu CPU, dan mereka dapat diparalelkan secara besar-besaran,” kata MacMartin , yang telah bekerja dengan SilverLining. “Mereka biasanya berjalan di ribuan inti komputer secara bersamaan. Masing-masing hanya membagi atmosfer menjadi berbagai bagian kecil yang berbeda. Tetapi sistem Amazon, seperti yang saat ini disiapkan, tidak memiliki banyak inti yang tersedia, dan itu hanya membutuhkan sedikit lebih banyak usaha. Ini adalah perangkat lunak yang cukup khusus. Dibutuhkan beberapa upaya untuk mencari tahu bagaimana membuatnya bekerja. ”
Untuk melihat apakah ada gangguan, model yang sama dijalankan oleh UK Met Office (juga rumah bagi superkomputer di 100 teratas) di lingkungan tertutup. Hasilnya juga akan dibandingkan dengan model NASA Goddard Institute for Space Studies yang dijalankan di luar awan.
Jika berhasil, maka proyek tersebut membuka kemungkinan upaya masa depan untuk memodelkan sejumlah variabel iklim di cloud. Dengan melakukan itu, ia juga menempatkan kekuasaan yang secara tradisional disediakan untuk beberapa lembaga penelitian di tangan lebih banyak orang. Pemodelan iklim, seperti kebanyakan bidang akademis, telah didominasi oleh pria kulit putih di negara maju.
“Pendorong utama [proyek ini] adalah bahwa kami mendanai kelompok yang mendukung peneliti Global South, dan mereka tidak dapat mengakses kumpulan data,” kata Wanser, yang telah bekerja di bidang teknologi sebelum mengambil perannya saat ini. “Dan tentu saja, mereka tidak bisa menggunakan model. Jadi jika Anda duduk di Tonga atau Bangladesh atau di suatu tempat dengan jaringan yang lemah, Anda tidak perlu bekerja dengan kumpulan data raksasa ini atau menjalankan modelnya. Secara teori, jika Anda memilikinya di cloud, maka Anda benar-benar membuka kemampuan untuk mengerjakan hal-hal ini ke jumlah peneliti yang lebih besar secara eksponensial, apalagi orang yang bukan peneliti.”
Hal-hal yang membuat SilverLining tertarik bukan hanya seberapa panasnya atau seberapa rendah es laut Arktik. Kelompok ini telah membantu mendanai penelitian dalam manajemen radiasi matahari, suatu bentuk geoengineering atau, sebagai nonprofit dan National Academy of Sciences lebih suka memberi label., intervensi iklim. Gagasan di balik pemblokiran sinar matahari telah diucapkan dalam lingkaran iklim selama beberapa dekade karena kekhawatiran bahwa hal itu akan membatasi selera dunia untuk mengakhiri penggunaan bahan bakar fosil yang menyebabkan perubahan iklim di tempat pertama. Ternyata para pemimpin dunia dan perusahaan-perusahaan besar tidak memiliki keinginan besar untuk melakukan itu, meskipun emisi telah meroket. Sekarang, planet ini berisiko memanas melewati ambang batas yang oleh para ilmuwan dan pembuat kebijakan disebut relatif aman. Penelitian strategi manajemen radiasi matahari telah mendapatkan lebih banyak pijakan akhir-akhir ini, mengingat risiko itu.
Kita tahu bahwa menghalangi sedikit sinar matahari akan mendinginkan planet ini karena letusan gunung berapi telah memberikan banyak contoh alami di dunia nyata. Tapi itu hanya bertahan beberapa tahun sebelum efeknya menghilang. Program berkelanjutan selama beberapa dekade untuk meniru musim dingin vulkanik dengan menyuntikkan partikel kecil reflektif di stratosfer melalui pesawat atau bahkan balon ketinggian, melibatkan lebih banyak hal yang tidak diketahui.
Menjalankan model iklim, di cloud atau lainnya, dapat membantu para peneliti memahami dengan lebih baik apa yang akan terjadi di masa depan dengan intervensi iklim dan memberi lebih banyak umpan kepada pembuat kebijakan untuk menghasilkan keputusan yang tepat. (Untuk apa nilainya, penelitian sejauh ini belum menunjukkan menghalangi sedikit sinar matahari adalah benar - benar slam dunk .) Dan menempatkan pemodelan di cloud dapat membuka pintu bagi lebih banyak orang untuk melihat apa yang ditunjukkan data—dan bahkan mengundang pertanyaan baru hambatan tradisional pemodelan untuk masuk akan dibiarkan begitu saja. Jesse Reynolds, seorang ahli geoengineering yang menjalankan Divided Sky Research and Consulting, mengatakan dalam email bahwa upaya itu “terpuji” karena alasan ini.
Namun, ironis melihat pemodelan ini dilakukan di cloud Amazon. Perusahaan itu sendiri dengan rapi merangkum masalah krisis iklim, tumbuh dengan pesat dalam mengejar keuntungan dan menggoreng planet ini dalam prosesnya. Perusahaan dan Jeff Bezos telah pindah untuk menebus kesalahan baru-baru ini dengan menempatkan sebagian dari kekayaan mereka yang besar ke dalam upaya untuk dekarbonisasi. Itu termasuk Amazon Sustainability Data Initiative , yang memberikan hibah dan waktu komputasi awan ke berbagai kelompok yang mencakup upaya SilverLining dan NCAR saat ini.
“Kolaborasi kami dengan Inisiatif Penelitian Iklim Aman SilverLining membantu menghadapi kebutuhan mendesak akan infrastruktur untuk mendukung dan memajukan penelitian iklim,” tulis juru bicara Amazon dalam email. Mereka melanjutkan dengan mengatakan bahwa “menghosting kumpulan data yang dihasilkan dalam Program Sponsor Data Terbuka AWS akan membuka jalan baru yang kuat untuk mempercepat penelitian iklim dan mendemokratisasi akses ke alat dan informasi yang akan membantu melindungi planet kita.”
Program hibah ini merupakan bagian dari keuntungan besar perusahaan yang diperoleh dari memberdayakan internet melalui AWS dan dengan bangga menyewakan perangkat lunak komputasi awannya kepada perusahaan minyak dan gas . Itu tidak berarti sliver tidak lebih baik daripada tidak ada sliver, tetapi ini menunjuk pada sifat yang lebih suram dari komitmen Amazon untuk membuka penelitian ke dalam solusi radikal untuk masalah yang memiliki andil besar dalam pengisian bahan bakar.
“Akan sangat, sangat sulit bagi kita untuk menyelesaikan krisis iklim jika kita tidak bekerja dengan perusahaan yang beroperasi dalam skala besar dalam sistem,” kata Wanser. “Dan hampir semuanya adalah kontributor, saat ini, untuk masalah ini.”
Hibah untuk secara khusus memodelkan intervensi iklim di cloud juga sedikit menaikkan alis. Miliarder teknologi menjadi semakin terlibat dengan penelitian iklim bulan. Itu termasuk hadiah $ 100 juta dari Elon Musk untuk siapa pun yang dapat menangkap karbon dioksida dengan baik dari udara dan Bezos menghabiskan $ 80 juta dari Earth Fund untuk "teknologi canggih". Uang itu diberikan kepada sesama miliarder teknologi Bill Gates' Breakthrough Energy Foundation and Action. Gates sendiri telah mendanai sekelompok peneliti Harvard yang ingin melakukan penelitian geoengineering surya skala kecil di alam liar.
Program skala penuh untuk membelokkan sinar matahari bisa menelan biaya di bawah $10 miliar per tahun. Kekayaan masing-masing orang ini akan lebih dari cukup untuk secara sepihak memutuskan untuk mendinginkan planet ini selama beberapa dekade, jika mereka memutuskan bahwa itu adalah penggunaan waktu dan sumber daya mereka secara bijaksana. (Itu juga mungkin akan datang dengan dorongan dan sanksi pemerintah yang signifikan.) Bukan berarti Gates atau Bezos atau miliarder teknologi lainnya akan menarik Mr. Burns dan memblokir Matahari sehingga mereka dapat mempertahankan bagian dari model bisnis mereka terkait dengan bahan bakar fosil. , tentu saja. (“Peran Amazon dalam kolaborasi dan penelitian ini tidak terkait dengan geoengineering,” kata juru bicara Amazon ketika ditanya tentang proyek tersebut dan minat yang diambil oleh orang-orang kaya dalam topik tersebut.)
Kelompok lain yang lebih demokratis juga mempertimbangkan jalan penelitian serupa. Pemerintah AS sendiri sedang mengevaluasi program untuk mempelajari dampak peredupan Matahari secara lebih rinci, termasuk laporan besar - besaran yang dirilis awal tahun ini oleh National Academies of Science tentang seperti apa program semacam itu. Komite Pemilihan DPR untuk Krisis Iklim juga memasukkannya sebagai bagian kecil dari rencana iklim Demokrat dalam peta jalan yang dirilis tahun lalu.
Tetapi karena keberhasilan Amazon dalam menikung sejumlah pasar dan perlombaan ruang angkasa miliarder saat ini , ada juga garis yang jelas di antara penguasa teknologi kami untuk menemukan keunggulan apa pun. Intervensi iklim untuk mendinginkan Bumi sedikit dapat memungkinkan industri bahan bakar fosil— klien komputasi awan yang berharga dari Microsoft, Google, dan Amazon— untuk terus melakukan pengeboran. Atau itu bisa mengulur sedikit waktu untuk Bezos, Elon Musk, dan Richard Branson saat mereka mendorong roket yang semakin besar dan berpolusi ke luar angkasa.
Kita semua perlu tahu apa yang bisa salah dengan geoengineering yang disengaja sebelum kita sampai pada titik di mana itu bahkan sebuah pilihan. Sayangnya, kita hampir dua abad memasuki eksperimen iklim besar-besaran yang tidak disengaja, yang berarti apa yang saat ini menjadi pertanyaan penelitian khusus menjadi semakin relevan di dunia nyata.
Koreksi, 12/1/21, 13:27 ET: Posting ini secara keliru mengaitkan komentar Douglas MacMartin dengan peneliti lain. Kami menyesali kesalahan tersebut.
