Klimaatonderzoekers rekenen wereldwijd op de Planetary Computer

De zeespiegel stijgt, het ijs smelt, overstromingen en droogte bedreigen mens en milieu. Om de juiste oplossingen te vinden voor een leefbare planeet moeten NGO’s en onderzoekers de effecten van klimaatverandering simuleren. De Planetary Computer biedt ze de datacatalogus, rekenkracht en AI waarmee ze in de toekomst kunnen kijken. Zo helpt het kennisinstituut Deltares onder andere om wereldwijd de kans op overstromingen nauwkeurig in kaart te brengen.

“Dankzij de Planetary Computer hebben we nu beschikking tot meer data, veel meer rekenkracht en slimme AI, waardoor we veel sneller scenario’s kunnen berekenen”

Gert-Jan Schotmeijer – Data Strategy Manager, Deltares

Het klimaat verandert ongekend snel en de mens is daarvan de oorzaak. We kunnen ingrijpen om rampen te voorkomen. Maar waar moet je precies dijken verhogen om overstromingen te voorkomen? Met welke vegetatie zorg je dat de rivier net snel genoeg stroomt om overstroming én uitdroging te voorkomen, en in welke hoeveelheid moet je deze plaatsen? En hoe zorg je dat er voldoende watervoorraden beschikbaar zijn, om waterrantsoenen zoals in Zuid-Afrika te voorkomen? Overheden en NGO’s willen toekomstscenario’s in kaart kunnen brengen, zodat ze kunnen inschatten wanneer en waar een ramp dreigt.

De Planetary Computer stimuleert en ondersteunt onderzoek

Om dit soort scenario’s te kunnen schetsen, hebben onderzoekers data nodig: ontzettend veel historische data. Door onder andere satellietbeelden, de gegevens van bodemdaling en waterstanden in een model te zetten, rekenen ze uit of we dijken in de komende 30 jaar één of vijf meter moeten verhogen. “Niet alle onderzoeksinstituten beschikken over relevante datasets, ongelimiteerde rekenkracht en kunstmatige intelligentie om deze scenario’s snel te kunnen berekenen,” ziet Rob Elsinga, National Technology Officer van Microsoft Nederland. “Daarom bouwt Microsoft de Planetary Computer, die onderzoekers wereldwijd ondersteunt in onze gemeenschappelijke missie.”

Wat is de Planetary Computer precies?

De Planetary Computer is een wereldwijde datacatalogus met openbare gegevens over lucht, water, bodem en biodiversiteit. Universiteiten, bedrijven en NGO’s kunnen via API’s op een eenduidige manier met de gegevens aan de slag en applicaties maken. Dit geeft volgens Elsinga de wetenschap een welkom steuntje in de rug. “Dankzij de schaalbare rekenkracht hoeven onderzoekers niet lang te wachten op de vaak miljoenen berekeningen die de scenario’s vergen. Microsoft stelt AI en rekenkracht als beurzen beschikbaar aan organisaties die de wereld leefbaar willen houden.”

Microsoft en Deltares vinden elkaar in gezamenlijke duurzame ambitie

Eén van die organisaties is Deltares, een onafhankelijk Nederlands kennisinstituut en wereldwijd centrum voor onderzoek en innovatie op het gebied van water en ondergrond. Het is dé kennispartner voor de Nederlandse overheid en levert belangrijke bijdragen aan het IPCC en deelt haar kennis en kunde wereldwijd. In die gezamenlijk ambitie vonden Deltares en Microsoft elkaar. Met de hulp van de Planetary Computer bracht Deltares de beschikbaarheid van waterreservoirs en het gevaar van overstroming wereldwijd in kaart.

Inzicht in de wereldwijde effecten van klimaatverandering

“Wij willen met onze kennis laten zien hoe klimaat verandert, wat de gevolgen zijn en wat je ertegen kan doen. Want voorkomen is altijd beter. De kosten van wederopbouw zijn een factor 100 tot 1000 groter dan wanneer je een omgeving beschermt tegen dit soort rampen”, zegt Gert-Jan Schotmeijer, Data Strategy Manager bij Deltares. Om in te schatten wanneer en waar het de komende 30 jaar gaat overstromen en wat de impact daarvan is, maakte Deltares Flood Hazard Maps.

“Met de gezamenlijke ambitie, de aanwezigheid van datasets en enorme IT-resource hebben we een hele mooie samenwerking opgezet”

Gert-Jan Schotmeijer – Data Strategy Manager, Deltares

Overstromingsgevaar in kaart gebracht

Flood Hazard Maps zijn kaarten met een hoge resolutie die wereldwijd laten zien welke kustgebieden in het verleden, op dit moment en in de toekomst risico lopen om te overstromen. Hiervoor analyseerde Deltares 40 jaar aan data, zoals satellietbeelden en meetgegevens uit het veld. “De enorm hoge resolutie van de kustlijnkaarten, die overal ter wereld op 90 meter nauwkeurig zijn, maakt deze informatiebron uniek. Wat je hierop goed ziet, is welke gebieden kwetsbaar zijn. Deze kaarten geven overheden meer inzicht in hun regio’s,” zegt Schotmeijer.

Veel sneller rekenen met meer data

Deltares kwam tot deze inzichten door de oceanen in vlakken van 90 meter op te delen. Hoe water stroomt, beïnvloedt het volgende vlak. Op die manier reageren alle vlakken onderling op elkaar. Je moet de vlakken daarom doorrekenen en aan elkaar haken. De Planetary Computer neemt dit werk uit handen. “Dankzij de technologie van Microsoft kunnen we dit model heel snel, geautomatiseerd en op hele grote schaal opzetten en doorrekenen. Dat is echt de meerwaarde van Microsoft Azure. Je hebt een hele makkelijke connectie met de bestaande datasets in de Planetary Computer, waarop we heel snel met de nieuwste technologieën kunnen rekenen. Ook is het handig dat die sets met API’s werken, waardoor we op een eenduidige manier met alle data aan de slag kunnen.”

Inzicht in wereldwijde waterbeschikbaarheid

Water is een steeds schaarser goed, maar is ontzettend belangrijk voor menselijke consumptie, landbouw en waterkrachtcentrales. Het is dus van groot belang om te weten onder welke omstandigheden je over voldoende water beschikt. Met behulp van de Planetary Computer berekende Deltares wereldwijd de volumes van 3200 waterreservoir van de afgelopen 50 jaar en valideerde deze resultaten waar mogelijk met metingen  en volumeschattingen afgeleid van satellietobservaties.

Watertekorten voorkomen

Schotmeijer is tevreden met de onderzoeksresultaten. “We kunnen nu zien wat er gebeurd is en wat er gaat gebeuren met de waterhoeveelheden. En dankzij validatie via verschillende datasets kunnen we zeggen dat onze berekeningen goed kloppen. We zien bijvoorbeeld dat watervolumes in de reservoirs in Zuid-Amerika afnemen vanwege verminderde neerslagen toegenomen potentiële verdamping. Dit zijn gevolgen van de klimaatverandering. Als je weet wat er gaat gebeuren, kun je bijvoorbeeld de consumptie verminderen of de toevoer vergroten. Op die manier voorkom je maatregelen achteraf.”

Samen werken aan een duurzame toekomst

“Met de gezamenlijke ambitie, de aanwezigheid van datasets en de enorme IT-resources hebben we een hele mooie samenwerking opgezet,” zegt Schotmeijer. “Dankzij de Planetary Computer hebben we nu beschikking over meer data, veel meer rekenkracht en slimme AI. Zo berekenen we scenario’s veel sneller dan met ons eigen datacenter.”

Samen bouwen aan een duurzame toekomst

De Planetary Computer blijft de komende jaren groeien met andere datasets voor lucht, water, bodem, klimaat en biodiversiteit om oplossingen te kunnen vinden voor de effecten van klimaatverandering. “Hier kunnen universiteiten, researchers en NGO’s nu gebruik van maken,” zegt Elsinga. “De Planetary Computer is momenteel in preview en gebaseerd op open standaarden en is te benaderen via Open Source tooling. Kijk bijvoorbeeld naar de beschikbare data sets in the Planetary Computer API, de Deltares Global Flood Maps en de Microsoft Planetary Computer componenten. Wij ondersteunen je onderzoek graag, zodat we samen bouwen aan een duurzame toekomst.”