Akatemiaprofessori Markku Kulmala puhui ilmakehätieteen ja tietotekniikan yhteyksistä.

– Se on globaalia yhteistoimintaa eri tieteenalojen välillä. Se koostuu tieteellisestä ja sähköisestä infrastruktuurista. Sähköiseen infrastruktuuriin lasketaan kuuluvaksi ainakin tehokkaat laskentaympäristöt, yhteistyö erilaisten tietoverkkojen kautta, ohjelmistot ja datan käyttö monin eri tavoin, selvensi CSC:n verkostojohtaja Leif Laaksonen opetusministeriön järjestämässä tiedepoliittisessa seminaarissa.


Kauas on menty niistä ajoista, kun eSciencea ei tarvittu. PRACE-hankkeen koordinaattori ja saksalaisen Jülichin tutkimuskeskuksen professori Achim Bachem kertoi tilaisuudessa laskennallisen tieteen merkityksestä koko Euroopan kilpailukyvylle.

Ilman sähköistä infrastruktuuria tieteenalat eriytyvät helposti toisistaan.

– Eri tieteenalueet rakentavat omat tutkimusympäristönsä: omat laitteistot, mittausmenetelmät ja niin edelleen. Tällöin voi syntyä tiedesiiloja, joilla ei ole kosketuspintaa toisiinsa, Laaksonen kertoi.

Sähköisen infrastruktuurin avulla resursseja voidaan jakaa aivan toisella tavalla kuin aikaisemmin.

– Monella tiedealueella on yhteinen alusta muun muassa laskentaa ja tiedon jakamista varten. Tällöin syntyy monen maan yhteisiä tutkimusympäristöjä. Siirtyminen sähköiseen infrastruktuuriin edesauttaa eri tieteenalojen kanssakäymistä keskenään, Laaksonen totesi.

Seminaarissa esiintyi myös PRACE-hankkeen (Partnership for Advanced Computing in Europe) koordinaattori ja saksalaisen Jülichin tutkimuskeskuksen professori Achim Bachem. Eurooppalainen suurteholaskennan (HPC, High Performance Computing) yhteistyöhanke PRACE tarjoaa eurooppalaisille tutkijoille pääsyn maailmanluokan supertietokoneisiin. Projektin tavoitteena on rakentaa pysyvä supertietokoneiden infrastruktuuri Eurooppaan. Infrastruktuurin ydin tulee koostumaan 3–5:stä Petaluokan supertietokoneesta. Petaflop/s tarkoittaa laskentatehoa, jossa suoritetaan 1015 liukulukulaskutoimitusta sekunnissa. Nämä supertietokoneet tulevat olemaan yhtä hyviä tai parempia kuin USA:ssa ja Japanissa tutkijoiden käytössä olevat laskentaresurssit.

– Ennen elettiin aikoja, jolloin ei tarvittu eSciencea. Nykyään tutkimus tarvitsee massiivista e-infrastruktuuria ympärilleen. eScience on kuin nykyajan mikroskooppi, Bachem kiteytti.

– eScience muuttaa tutkimuksen tekemisen tapoja. Vain yhdessä voimme saavuttaa jotakin, Bachem totesi. PRACE-hankkeen on ennakoitu parantavan Euroopan strategista kilpailukykyä, lisäävän kiinnostusta tieteisiin ja tutkimukseen sekä tukevan Euroopan teollisuuden kehittymistä.

eScience tärkeää kaikilla tieteenaloilla

Esimerkkinä eSciencen avulla tehtävästä tutkimuksesta ovat Cernin LHC-hiukkastörmäyttimellä alkaneet kokeet.

– LHC-törmäytin avaa fysiikan saralla uusia ovia, Bachem kertoi.

Monissa maissa eSciencen kehittyminen on liittynyt ympäristömallien tekoon. Tarkkojen mallien laatimisessa tarvitaan tietotekniikkaa. Akatemiaprofessori Markku Kulmala Helsingin yliopistosta esitti tilaisuudessa esimerkkejä ilmakehätieteen ja tietotekniikan yhteyksistä:

– Aina kun tehdään uusi mittalaite, tarvitaan mallinnusta ja suunnittelua.

Hän korosti tieteellisen simuloinnin tärkeyttä muun muassa erilaisten sään ääri-ilmiöiden lisääntyessä:

– Himalajan jäätiköt sulavat saastepilvien vuoksi. Jos jäätikkö sulaa, vedenkierto alueella muuttuu, josta voi seurata kuivuutta ja nälänhätää.

Kulmalan mukaan datan kerääminen eri puolilta maapalloa ja monitieteellisen tutkimuksen tekeminen e-infrastruktuurin avulla on avaintekijä vastausten löytämiseksi sään ääri-ilmiöiden tulkintaan.

– Tämä vaatii jatkuvaa kanssakäymistä eri tiedeyhteisöjen kanssa. Ilmastonmuutos on globaali asia. Etenkin ilmakehä- ja geotieteissä on paljon mahdollisuuksia myös yritystoimintaan.

Simulointia tieteellisten kokeiden sijasta

Bachem muistutti myös, että eSciencea tarvitaan myös muualla kuin luonnontieteissä.

– Kokeiden tekeminen nanotasolla on mahdotonta ilman tieteellistä laskentaa. Ainoa tapa tehdä tutkimusta esimerkiksi nanotieteissä on simulaatioiden käyttäminen. Tieteelliset kokeet voivat olla kalliita, vaikeita, kiellettyjä, mahdottomia, vaarallisia tai kiistanalaisia esimerkiksi biologisten kokeiden ja lääkesuunnittelun osalta. Tällöin tieteellinen laskenta tarjoaa keinon tutkia erilaisia asioita, Bachem totesi.

Seminaarissa korostettiin tutkimuksen sähköisen infrastruktuurin merkitystä Suomen tieteelle ja sen kehitykselle.

– On helpompaa ottaa yhteys yhteisiin resursseihin, toisiin maihin, kuin pystyttää seiniä oman maan sisällä, Laaksonen totesi.

– Myös pienet maat voivat päästä käsiksi yhteisiin resursseihin, mikä on hienoa, Bachem totesi. ■

Anni Jakobsson

Lisätietoja

http://www.minedu.fi/OPM/Tapahtumakalenteri/2008/05/eScience_uusi_tapa_tehda_tiedetta.html?lang=fi