Computação Ambiental e seus desafios Gilberto Câmara Diretor Geral, INPE Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso.

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1 Computação Ambiental e seus desafios Gilberto Câmara Diretor Geral, INPE http://www.dpi.inpe.br/gilberto Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/ XXIX Congresso da SBC, Belo Horizonte, Julho 2010

2 A pergunta fundamental de nosso tempo Como a Terra está mudando, e quais as consequências para nossa civilização?

3 Mudanças globais Em 2050... Seremos 9 bilhões pessoas: 6 Gt of GEE e 60 Mt de poluentes urbanos. Esgotaremos os recursos naturais : Consumiremos 30% da água potável da Terra. VIveremos perigosamente: 80% em cidades, 25% perto de falhas tectônicas, 2% na costa menos de 1 m acima do nivel do mar.

4 Computação como Ciência Natural Information processes and computation continue to be found abundantly in the deep structures of many fields. Computing is notin fact, never wasa science only of the artificial. (Peter Denning,Computing is a Natural Science, CACM, 2007). http://www.red3d.com/cwr/boids/

5 Conexões e fluxos são universais Interações entre proteínas de levedura (Barabasi e Boneabau, SciAm, 2003) Interações entre cientistas do Vale do Silício (Fleming e Marx, Calif Mngt Rew, 2006)

6 Fluxos de informação no planeta Terra Transferência de massa e energia entre componentes do planeta

7 Limites da Modelagem Científica fonte:David Ruelle (apud John Barrow) Complexidade do fenômeno Incerteza nas equações básicas Meteorologia Reações Químicas Física Materiais Microeletrônica Física Partículas Gravitação Quânitica Sistemas Vivos Aquecimento Global Sistemas Econômicos e Sociais

8 Limites da Modelagem Científica fonte:David Ruelle (apud John Barrow) Complexidade do fenômeno Incerteza nas equações básicas Meteorologia Reações Químicas Física Materiais Microeletrônica Física Partículas Gravitação Quânitica Sistemas Vivos Aquecimento Global Sistemas Econômicos e Sociais e-science

9 Modelagem computacional If (... ? ) then... Desforestation? Unir competências de áreas distintas Explicitar concepções distintas do mundo

10 visualização redes de sensores Simulação e modelagem Computação Ambiental Interação homem-natureza

11 visualização redes de sensores Simulação e modelagem Computação Ambiental: dados, modelos, visualização Interação homem-natureza

12 Data-intensive science

13 f ( I t+n ). FF f (I t )f (I t+1 )f (I t+2 ) Modelos sobre natureza: espaço-temporais A dynamical spatial model is a computational representation of a real-world process where a location on the earths surface changes in response to variations on external and internal dynamics (Peter Burrough)

14 Clocks, clouds or ants? Clocks: deterministic methods Clouds: statistical distributions Ants: emerging behaviour

15 Modelos do sistema terrestre

16 modelos científicos: orientados a funções

17 Ciência do Sistema Terrestre modela interações entre natureza e sociedade Natureza: Equações físicas descrevem processos Sociedade decide como usar os recursos terrestres

18 Visualização

19 Computação como Ciência Natural Computação estuda fluxos de informação em sistemas naturais......e como representar e simular fluxos de informação em ambientes artificiais

20 Como fazer parte da Computação Universal? É preciso ampliar os horizontes da Computação Onde há fluxo de informação, existe espaço para pesquisa em Computação