1月18日，英国自然环境研究理事会（NERC）通过“自然环境孪生能力”计划（TWINE）为5个创新项目提供280万英镑（约合2555万元人民币）资助[1]，旨在利用数字孪生的潜力推动环境科学变革。TWINE计划隶属于总额2亿英镑的17个地球观测投资（EOIP）一揽子计划，于2022年11月正式启动。TWINE计划旨在展示利用对地观测数据和数字孪生技术开展的研究对环境科学重点领域的变革能力，包括气候变化、生物多样性及生态系统，以及自然灾害。5个项目分别为：

1、保持地球观测与模式框架的同步，实现数字孪生海洋。该项目由普利茅斯海洋实验室牵头，将把卫星对地观测与海洋自主机器人数据相结合，通过与海洋系统模式的同化提供一个优化的虚拟近海海洋生态系统的试点。该项目将侧重于大幅提高对有害藻华的预测能力，及其对英国海岸带地区海洋氧气含量的影响。有害藻华和氧气含量变化对海洋健康、生物多样性和生产力构成严重威胁。该试点利用人工智能技术将真实的系统和虚拟的系统相耦合，创建一个灵活、适应力强的数字孪生框架，以支撑未来的研究、政策和商业应用，加深对自然环境的了解和改善管理。

2、通过海洋滑翔机观测推动海洋模式，支撑天气预报。该项目由英国国家海洋研究中心（NOC）牵头，将开发一个数字孪生系统，以优化海洋滑翔机观测，从而充分发挥其对海洋模式的影响，这是NERC研究重点和天气预报的基础。试点数字孪生系统将结合对地观测和水下海洋滑翔机数据以及业务化海洋模式。基于数字孪生系统的四维图片将在用户界面中呈现，从而有助于研究人员规划海洋滑翔机观测活动，以充分发挥其效用。

3、卫星和原位观测网络的线上整合（VISION）。该项目由国家大气科学中心（NCAS）和剑桥大学牵头，将提供一个工具包和全新的可视化工具，以便更好地整合模式和观测数据，增强对未来气候预测的信心。该项目还将开发一个数字孪生系统，以改进大气测量设施（FAAM）机载实验室大气研究机的业务化飞行。其目的是改进飞行计划，使之更好地符合科学目标，并减少实现目标所需的飞行次数。

4、水灾害预报。该项目由赫尔大学牵头，将为赫尔和约克郡东瑞丁地区建立一个水相关灾害预警和决策数字孪生系统，该地区受洪水等水文气象灾害的严重影响。该项目提出的新方法是与多部门终端用户合作，共同开发数字孪生系统，并在数据整合及其所涉及的物理过程方面与更为复杂的环境生态系统（水文和洪水）合作。

5、预测海浪灾害的数字方法（SPLASH）。该项目由普利茅斯大学牵头，将创建针对海浪漫堤的数字孪生系统，从而开发可部署的近海预警工具，以预测海浪危险。该项目将建立一种通过对地观测分析近海海浪场的方法和独特的海浪漫堤测量方法，有助于更好地理解风、潮汐、近海防波堤和涨潮等过程之间的相互作用，从而减缓近海海浪危害。该项目还将利用预测评估未来海浪灾害频率的变化。其最终目标是改变天气和气候研究，提升业务化灾害管理，提高英国的韧性。 （薛明媚 王金平）