«Ξεκινήσαμε από ένα απλό ερώτημα: μπορεί κανείς, όντως, να δει τη θερμότητα που παράγει ένα κέντρο δεδομένων από το διάστημα;», λέει στο WIRED Greece, ο Miguel Dobrich, δημοσιογράφος και συν-ιδρυτής του ουρουγουανού μέσου, Amenaza Roboto.
Μαζί με τον συνάδελφό του και δημοσιογράφο δεδομένων, Gabriel Farías, τον βιολόγο Dr. Luis Orlando και με την υποστήριξη του AI Accountability Network του Pulitzer Center, o Miguel έσπευσε να «διαβάσει» δορυφορικές εικόνες για να μετρήσει τη θερμότητα που εκπέμπεται από τα κέντρα δεδομένων στην Ουρουγουάη.
Tο εργαλείο θα ήταν χρήσιμο για περιοχές που είναι επιρρεπείς σε ραγδαία αύξηση της θερμοκρασίας, ειδικά σε Μεσογειακές χώρες, όπως η Ελλάδα. Σε αντίθεση με ένα εργοστάσιο που έχει συγκεκριμένο ωράριο, τα κέντρα δεδομένων λειτουργούν 24 ώρες την ημέρα, κάθε μέρα, παράγοντας θερμότητα ανεξάρτητα από τις εξωτερικές καιρικές συνθήκες.
«Δημιουργήσαμε ένα στατιστικό μοντέλο που παίρνει τις δορυφορικές φωτογραφίες της NASA και της Υπηρεσίας Γεωλογικής Έρευνας των ΗΠΑ (USGS) και φιλτράρει όλο τον “θόρυβο” – κλιματική αλλαγή, εποχιακές διακυμάνσεις – έτσι ώστε να απομονώσει την θερμότητα που προέρχεται από τους ίδιους τους servers», εξηγεί ο Miguel.
O Miguel έκανε κάτι που μέχρι σήμερα δεν έχει κάνει κανείς άλλος, χρησιμοποιώντας δεδομένα που σκονίζονται σε γωνιές του Ίντερνετ τα τελευταία 25 χρόνια. Πώς, όμως το έκανε; Γιατί είναι σημαντικό; Και πώς θα μπορούσε ένα τέτοιο εργαλείο να φανεί χρήσιμο για χώρες σαν την Ελλάδα.
Γιατί θερμότητα;
Στο γιατί επέλεξε να μετρήσει τη θερμότητα, ο Miguel απάντησε λακωνικά. «Πολλοί έχουν ασχοληθεί με το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα. Με τη θερμότητα, όμως, κανείς. Κι αυτό μας φάνηκε παράξενο», λέει, καθώς, σε αντίθεση με τις περισσότερες βιομηχανικές υποδομές, ένα κέντρο δεδομένων μετατρέπει σχεδόν όλη την ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνει σε θερμότητα.
Ακόμα και στην έκθεση περιβαλλοντικών επιπτώσεων της Google που είχε υποβληθεί στην κυβέρνηση της Ουρουγουάης, δεν υπήρχε ούτε μία αναφορά στο φαινόμενο της «θερμικής νησίδας».
Σκεφτείτε, σε μια πόλη, ένα κομμάτι δάσους ή γης να μετατρέπεται σε ένα πάρκινγκ ή ένα κτήριο. Τότε, η θερμοκρασία αέρα και εδάφους στον αστικό ιστό αρχίζει να αυξάνεται σε σχέση με τα προάστια ή τις γύρω περιοχές, δημιουργώντας μια τοπική «νησίδα ζέστης».
Γύρω από τα συνηθισμένα κτήρια, η θερμοκρασία μειώνεται όσο απομακρυνόμαστε. Γύρω από ένα κέντρο δεδομένων, παραμένει αυξημένη σε ακτίνα τουλάχιστον 150 μέτρων. Οι ανεμιστήρες ψύξης των servers δεν απελευθερώνουν απλώς θερμότητα – ο άνεμος την παρασύρει και τη μεταφέρει στη γύρω περιοχή.
Ωστόσο, σε σχέση με άλλες έρευνες, ο Miguel και ο Gabriel θέλησαν να μετρήσουν τη θερμότητα που προέρχεται αμιγώς από τα κέντρα δεδομένων κι όχι από την ευρύτερη αστική ανάπτυξη. Για αρχή, ερεύνησαν το κέντρο δεδομένων της Antel, της κρατικής εταιρείας τηλεπικοινωνιών της Ουρουγουάης, στο Πάντο, μια πόλη περίπου 30 χλμ. από το Μοντεβιδέο. Στην εγκατάσταση αυτή, ισχύος 12 μεγαβάτ, η θερμοκρασία φάνηκε να είναι περίπου 2,1 °C υψηλότερη από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, όπου μόνο οι 0,2 °C από αυτή τη διαφορά οφείλονται στην περιφερειακή αύξηση της θερμοκρασίας.
Από τους υπόλοιπους 1,9 °C, το 83% προέρχεται από την αντικατάσταση των δέντρων με κτήρια και οδοστρώματα – κάτι που ήταν αναμενόμενο. Ωστόσο, το υπόλοιπο 17%, περίπου οι 0,32 °C, οφείλονται μόνο στη λειτουργία των servers.
«Μη σας φαίνεται μικρό», τονίζει ο Miguel. «Αυτό μετράται από έναν δορυφόρο που περνά πάνω από το κέντρο δεδομένων στις 10:30 το πρωί, πριν από την πιο ζεστή ώρα της ημέρας. Πρόκειται για την ελάχιστη μέτρηση».
Εκτός αυτού, ο Miguel και ο Gabriel διαπίστωσαν κάτι συναρπαστικό για τον τρόπο με τον οποίο διαχέεται η θερμότητα. Γύρω από τα συνηθισμένα κτήρια, η θερμοκρασία μειώνεται όσο απομακρυνόμαστε. Γύρω από ένα κέντρο δεδομένων, παραμένει αυξημένη σε ακτίνα τουλάχιστον 150 μέτρων. Οι ανεμιστήρες ψύξης των servers δεν απελευθερώνουν απλώς θερμότητα – ο άνεμος την παρασύρει και τη μεταφέρει στη γύρω περιοχή.
Τα εργαλεία είναι το παν
Ο Miguel και ο Gabriel ανέλυσαν δορυφορικές εικόνες του προγράμματος Landsat – ευκρίνειας 30 μέτρων για κάθε πίξελ – που καταγράφουν τη θερμοκρασία της επιφάνειας της Γης από το 2000, συγκεντρώνοντας 32.861 μετρήσεις θερμοκρασίας.
Για να απομονώσουν την θερμότητα του κέντρου δεδομένων από άλλους παράγοντες, συνέκριναν την τοποθεσία του κέντρου με δύο κοντινά κτήρια: ένα ταχυδρομικό κέντρο διανομής και μια αποθήκη κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, αποδίδοντας, έτσι, την διαφορά θερμοκρασίας που προέκυψε, μεταξύ αυτών, στους servers.
«Είναι εύκολο να εντοπίσει κανείς θερμότητα κοντά σε ένα κέντρο δεδομένων. Το δύσκολο είναι να αποδείξει ότι η θερμότητα αυτή προέρχεται από τους servers και όχι από το πάρκινγκ ή από την απώλεια δέντρων».
Το πλήρες μοντέλο είναι γραμμένο σε γλώσσα προγραμματισμού R, τα δορυφορικά δεδομένα εκτελούνται στο Google Earth Engine, και τα πάντα είναι δημοσιευμένα στο GitHub σε ισπανικά και αγγλικά, ώστε ο καθένας να μπορεί να εφαρμόσει την ίδια προσέγγιση και αλλού.
«Το πιο δύσκολο κομμάτι ήταν να βεβαιωθούμε ότι δεν κοροϊδεύουμε τους εαυτούς μας», εξηγεί ο Miguel. «Είναι εύκολο να εντοπίσει κανείς θερμότητα κοντά σε ένα κέντρο δεδομένων. Το δύσκολο είναι να αποδείξει ότι η θερμότητα αυτή προέρχεται από τους servers και όχι από το πάρκινγκ ή από την απώλεια δέντρων».
Εκεί είναι που ο Δρ. Luis Orlando, ειδικός στις θερμικές νησίδες, μπήκε στο κόλπο, όχι μόνο ως κριτής αλλά συμβάλλοντας στη διαμόρφωση της ίδιας της μεθοδολογίας. Όσον αφορά τις αντιδράσεις των εμπλεκόμενων φορέων, παραδόξως, η Antel ήταν συνεργάσιμη και επέτρεψε στον Miguel και στον Gabriel να επισκεφτούν τις εγκαταστάσεις για να επιθεωρήσουν τον εξοπλισμό ψύξης, ενώ οι ίδιοι δεν έχουν λάβει ακόμα κάποια άμεση απάντηση από τη Google.
Για την Ελλάδα και τον κόσμο. Για τον κόσμο και την Ελλάδα.
Το εργαλείο βασίζεται σε δωρεάν, δημόσια δεδομένα στα οποία έχει πρόσβαση οποιοσδήποτε ερευνητής, δημοσιογράφος ή ρυθμιστική αρχή από όλο τον κοσμο.
«Η ιδέα ήταν να δείξουμε ότι δεν χρειάζονται αισθητήρες ή πρόσβαση σε αποκλειστικές πηγές για να μετρηθεί η θερμότητα», τονίζει ο Miguel. «Τα δεδομένα βρίσκονται ήδη εκεί πάνω, σε τροχιά γύρω από τη Γη. Το μόνο που χρειάζεται κανείς είναι ένας τρόπος να τα διαβάσει».
Κατά τη διάρκεια μιας μέσης καλοκαιρινής νύχτας, το έδαφος αποβάλλει σιγά-σιγά τη θερμότητα που απορρόφησε κατά τη διάρκεια της ημέρας, με αποτέλεσμα οι πόλεις να ανακτούν τη φυσιολογική θερμοκρασία τους. Ένα κέντρο δεδομένων που βρίσκεται δίπλα σε μια πόλη συνεχίζει να προσθέτει θερμότητα καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας, διαταράσσοντας αυτόν τον κύκλο ανάκαμψης.
Από εκεί και πέρα, το εργαλείο θα ήταν χρήσιμο για περιοχές που είναι επιρρεπείς σε ραγδαία αύξηση της θερμοκρασίας, ειδικά σε Μεσογειακές χώρες, όπως η Ελλάδα. Σε αντίθεση με ένα εργοστάσιο που έχει συγκεκριμένο ωράριο, τα κέντρα δεδομένων λειτουργούν 24 ώρες την ημέρα, κάθε μέρα, παράγοντας θερμότητα ανεξάρτητα από τις εξωτερικές καιρικές συνθήκες.
Κατά τη διάρκεια μιας μέσης καλοκαιρινής νύχτας, το έδαφος αποβάλλει σιγά-σιγά τη θερμότητα που απορρόφησε κατά τη διάρκεια της ημέρας, με αποτέλεσμα οι πόλεις να ανακτούν τη φυσιολογική θερμοκρασία τους. Ένα κέντρο δεδομένων που βρίσκεται δίπλα σε μια πόλη συνεχίζει να προσθέτει θερμότητα καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας, διαταράσσοντας αυτόν τον κύκλο ανάκαμψης.
Σύμφωνα με επιστημονικές έρευνες, οι καύσωνες γίνονται σημαντικά πιο θανατηφόροι σε ζώνες αστικών θερμικών νησίδων – μάλιστα, ο κίνδυνος θνησιμότητας αυξάνεται κατά 0,38% για κάθε επιπλέον ημέρα καύσωνα.
«Η Ελλάδα, με τους ολοένα και πιο έντονους και συχνούς καύσωνες και τη ραγδαία επέκταση της υποδομής δεδομένων μεγάλης κλίμακας, δημιουργεί ακριβώς τις συνθήκες για να μελετήσει κανείς αυτό το φαινόμενο», υπογραμμίζει ο Miguel.
Για το αν το εργαλείο θα μπορούσε ενδεχομένως να αποτελέσει έναν αντικειμενικό ελεγκτή της βιώσιμης λειτουργίας των κέντρων δεδομένων στο μέλλον, ο Miguel δεν μπορεί παρά να ελπίζει. «Στην Ουρουγουάη δεν υπάρχει ένα ολοκληρωμένο ρυθμιστικό πλαίσιο. O έλεγχος αναβάλλεται μέχρι την έναρξη της λειτουργίας μιας εγκατάστασης και συχνά η μη συμμόρφωση δεν τιμωρείται», εξηγεί.
Ένα ανεξάρτητο εργαλείο παρακολούθησης που βασίζεται σε δορυφορικά δεδομένα και όχι αυτά που προσκομούν οι ίδιοι οι φορείς είναι επιτακτικό. «Αυτού του είδους η λογοδοσία φαίνεται να αποκτά όλο και μεγαλύτερη σημασία, καθώς η ζήτηση για κέντρα δεδομένων συνεχώς αυξάνεται, ενώ η νομοθεσία προσπαθεί να συμβαδίσει», λέει στο τέλος της κουβέντας μας.
