雖然天氣預報已經成為現代生活的日常，但是這一技術的精確性依然很有限。根據相關統計，在1998-2017年期間，因為氣候災害導致全球超過100萬人死亡和數萬億美元的經濟損失。為此，歐盟的科學家們制定了一個雄心勃勃的計劃，想要把所有可用的數據全部包含進去，更真實地模擬各種規模的天氣過程以及它們在大氣、海洋、陸地表面和生物圈之間的相互作用，以建立一個仿真度極高的地球數字模型，用來預測未來可能發生的各種氣候變化。

歐洲的氣候科學家和計算機科學家發起了一個被稱為“ Destination Earth”的計劃，該計劃將于2021年中期開始，預計會持續十年。在此期間，將建立一個高度精確的地球數字模型，以便盡可能準確地在空間和時間內繪制氣候發展和極端天氣事件的地圖。 為了使數字地球模型更準確地監測動態變化和預測未來可能的發展軌跡，各種觀測數據將不斷地被輸入地球數字模型。但除了常規用于天氣和氣候模擬的觀測數據外，研究人員還希望將有關人類活動的新數據整合到模型中。新的地球系統模型將盡可能真實地還原地球表面所有發生過的事情，包括人類對水、食物和能源管理的影響，大型工程、基礎建設以及其他改變地球面貌的過程。

科學家們希望這個數字地球模型像魔法水晶球一樣能給出許多有價值的參考意見。今年發生在美國德州大范圍的停電事故，就是因為沒有預測到一向比較溫暖的南方也會發生超低溫和大范圍雨雪天氣，導致大量風電設施停轉，輸電設施損壞。將來新的大型基建項目的建設，將可以獲得更長時期，比如二十年、三十年內，有可能發生的最極端的天氣狀況的預測，從而更準確的計算工程和設備所需要的的合理的安全系數。

20世紀40年代以來,氣象學家開創了在超級計算機上模擬物理過程的先河，利用電腦求解復雜的方程以預測天氣變化成為了現代科技的重要進步。然而最近幾十年來，相關算法從計算機科學的角度看是停滯的。氣候研究的進步得益于能夠通過新一代處理器獲得更高的性能，而無需從根本上改變其程序，而這種被動的計算效率提高在大約十年前就停止了，今天的程序通常只能利用傳統處理器（CPU）最高性能的5%。

適用于地球數字模型的高效軟件基礎架構的概念圖。

“Destination Earth”背后的推動力是歐洲中距離天氣預報中心（ECMWF），歐洲航天局（ESA）和歐洲氣象衛星開發組織（EUMETSAT），他們重要的合作伙伴是蘇黎世聯邦理工學院和瑞士國家超級計算中心（CSCS）的計算機科學家們——他們將負責為計劃實現必要的改進，即同時開發硬件和算法，以解決老舊的計算模型無法充分發揮新設備的計算潛力的問題?；陟`活控制和數據結構的計算和數據感知算法框架可以大大減少計算和數據占用空間，同時人工智能的作用也非常重要，它可以加快模擬速度，從大量數據中過濾出最重要的信息，提高計算效率，有助于更準確地描述物理過程。 在當今和不久的將來可以使用的計算機體系結構中，基于圖形處理單元（GPU）的超級計算機似乎是最有希望的選擇。研究人員估計，建立這樣一個數字地球模型可能需要一個大約兩萬個GPU的系統，估計耗電20兆瓦。如果一切順利，這項計劃的投入產出比是相當驚人的，假設新的地球數字模型可以將氣候災害帶來的損失降低1%，也意味著將有數百億美元的經濟損失和許多人的生命得以挽回，意義非常重大。

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