2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉！兩位獲獎(jiǎng)?wù)咦C明二氧化碳導(dǎo)致全球變暖

根據(jù)獲獎(jiǎng)?wù)f明，日裔美國(guó)氣象學(xué)家真鍋淑郎和德國(guó)氣象學(xué)家克勞斯·哈塞爾曼“為地球氣候的物理模型，量化的可變性以及可靠預(yù)測(cè)全球變暖”做出貢獻(xiàn)。喬治·帕里西因發(fā)現(xiàn)從原子級(jí)到行星級(jí)尺度物理系統(tǒng)的無(wú)序性與波動(dòng)之間的相互作用，而被授予2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?wù)浇視?

瑞典皇家科學(xué)院5日宣布，將2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予真鍋淑郎 (Syukuro Manabe)、克勞斯·哈塞爾曼 (Klaus Hasselmann)以及喬治·帕里西 (Giorgio Parisi)，以表彰他們“對(duì)我們理解復(fù)雜物理系統(tǒng)的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)”。

根據(jù)獲獎(jiǎng)?wù)f明，日裔美國(guó)氣象學(xué)家真鍋淑郎和德國(guó)氣象學(xué)家克勞斯·哈塞爾曼“為地球氣候的物理模型，量化的可變性以及可靠預(yù)測(cè)全球變暖”做出貢獻(xiàn)。

其中，克勞斯·哈塞爾曼創(chuàng)造了一個(gè)將天氣和氣候聯(lián)系在一起的模型，他的方法已經(jīng)被用來(lái)證明大氣溫度的升高是由于人類排放的二氧化碳。

真鍋淑郎發(fā)現(xiàn)了大氣中二氧化碳含量的增加是如何導(dǎo)致地球表面溫度升高的，他的工作為當(dāng)前氣候模型的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

中國(guó)氣象報(bào)社一篇文章提及，1967年的6月，氣候模擬學(xué)者真鍋淑郎(Syukuro Manabe)和理查德·韋瑟爾德(Richard Wetherald)在《大氣科學(xué)雜志》上發(fā)表了很可能是最偉大的一篇?dú)夂蚩茖W(xué)論文《給定相對(duì)濕度分布的大氣熱平衡》。兩位作者基本終結(jié)了關(guān)于二氧化碳是否導(dǎo)致全球變暖的辯論，并建立了一個(gè)數(shù)學(xué)上可靠并首次產(chǎn)生物理真實(shí)結(jié)果的氣候模式。他們用輻射強(qiáng)迫——一種人類或自然變化導(dǎo)致地球能量平衡變化的量值——來(lái)理解氣候變化的歷史原因，這份工 作衍生出現(xiàn)代氣候模式的發(fā)展。

1963 年，真鍋的同事基于輻射傳輸科學(xué)的最新進(jìn)展，針對(duì)二氧化碳全球變暖效應(yīng)到底有多重要進(jìn)行了研究。這項(xiàng)工作加上其他早期研究，正好合理估計(jì)了在氣候系統(tǒng)沒(méi)有以某種方式改變的情況下二氧化碳引起的變暖，但是沒(méi)有正確解釋系統(tǒng)將如何響應(yīng)。特別是，他們沒(méi)能正確理解在變暖的世界中大氣水汽的分布將如何變化。

相比之下，真鍋和韋瑟爾德正確理解了這種水汽反饋的原理，并將其用于自己的一維輻射對(duì)流平衡模式。這個(gè)從前期工作中開(kāi)發(fā)出來(lái)的模式，將大氣分為多個(gè)層，并用輻射和對(duì)流的組合，重新分配了從地表往上垂向各層間的能量。兩位作者基于他們的模型來(lái)估計(jì)二氧化 碳濃度從150ppm增加到300ppm，以及從300ppm增至600ppm會(huì)發(fā)生的變暖。他們從這些結(jié)果中估算出，二氧化碳每翻一倍，將會(huì)發(fā)生約2.3℃的升溫——與現(xiàn)代估計(jì)相當(dāng)一致。

除了上述兩位學(xué)者，來(lái)自意大利的物理學(xué)家喬治·帕里西(Giorgio Parisi)因發(fā)現(xiàn)從原子級(jí)到行星級(jí)尺度物理系統(tǒng)的無(wú)序性與波動(dòng)之間的相互作用，而被授予2021年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

帕里西曾在1999年榮獲狄拉克獎(jiǎng)?wù)?，幾年前獲得昂薩格獎(jiǎng)、沃爾夫獎(jiǎng)，這次拿到諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了大滿貫。他在量子場(chǎng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)領(lǐng)域貢獻(xiàn)巨大，尤其是A-P方程。

他提出了關(guān)于自旋玻璃自由能的公式，自由能是一個(gè)重要的數(shù)量，包含著這種隨機(jī)能量圖景的信息。

真鍋淑郎和克勞斯·哈塞爾曼將分享一半的獎(jiǎng)金，喬治·帕里西將獨(dú)享另一半的獎(jiǎng)金。

本文來(lái)源于華爾街見(jiàn)聞，作者龍玥；智通財(cái)經(jīng)編輯：文文。