周二，三名科学家被授予2021年诺贝尔物理学奖，他们开始突破全球气候的混乱，为预测地球的未来奠定了基础。
110万美元奖金的一半被授予了意大利萨皮恩扎大学(Sapienza University) 73岁的乔治·帕里西(Giorgio Parisi)，以表彰他对随机性进行量化，并将原子的运动与整个地球联系起来的工作。另外一半平均分配给普林斯顿大学90岁的Manabe Syukuro和德国马克斯普朗克气象研究所89岁的Klaus Hasselmann。Manabe和Hasselmann开发的模型可以做出可靠的预测，尽管地球气候系统的固有波动。
“我很惊讶，”Manabe告诉诺贝尔奖网站。“还没有人因为我的这种工作获得过物理学奖，我真的很感谢瑞典科学院(Swedish Academy of Sciences)选择了这个领域、气候主题和气候变化。”
气候变化的大图景很简单:大气中吸收热量的气体正在把地球变成一个隐喻性的温室，使地球变暖。
但确切地说，变暖将如何发生——跨越地球上的海洋、冰盖、山脉、森林和城市，由甲烷泄漏、二氧化碳和氢氟碳化合物等各种物质提供燃料——是非常混乱的。
“在我们观察到的每一个尺度上，我们都沉浸在复杂性之中。(作为)科学家，我们会问:需要多少细节来解释这些观察?”耶鲁大学物理学家约翰·韦特劳弗在宣布该奖的新闻发布会上说。“我们必须追踪每一个水分子来解释海洋吗?”
物理学奖得主们找到了解释从物质到大气运动等一切事物的混乱随机性的方法，并且仍然做出了有用的预测。
爆炸性新闻:瑞典皇家科学院决定将2021年诺贝尔物理学奖授予马纳部Syukuro Manabe、Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi，以表彰他们“对我们理解复杂物理系统的开创性贡献”。“pic.twitter.com/At6ZeLmwa5
-诺贝尔奖(@诺贝尔奖)2021年10月5日
诺贝尔奖委员会以前已经认识到气候变化的全球挑战。2007年诺贝尔和平奖被授予美国前副总统阿尔·戈尔和政府间气候变化专门委员会，该委员会是由联合国召集的由全球顶尖气候科学家组成的小组。2018年的经济学奖由威廉·诺德豪斯(William Nordhaus)分享，他开发了一个模型，将物理气候模型和经济学结合起来，量化了气候变暖的社会影响。
现在，气候模型正逐渐成为人们关注的焦点。弄清楚地球如何变暖迫在眉睫:这将决定农作物的生长地点、人们的生活地点，以及不断增加的灾害将造成的损失。这些科学家，以及他们帮助阐明的严峻未来，仍然在塑造人类避免全球灾难的努力。
科学家是如何在混乱中发现规律的
近年来，气候科学迅速发展，但其基础早在数百年前就已奠定，比1901年首次颁发诺贝尔奖还要早。
在19世纪20年代，法国科学家约瑟夫·傅立叶(Joseph Fourier)提出了一个理论，认为地球一定有某种方式保持热量，而大气可能发挥了一些作用。1850年，美国科学家尤妮斯·牛顿·富特把温度计放在玻璃管里，并把它们放在阳光下做实验。在管道内部，Foote比较了干燥空气、潮湿空气和二氧化碳，发现含有二氧化碳的管道比其他管道温度更高，温度保持得更久。
“这种气体的大气层会给我们的地球带来高温，”她在一篇介绍她的发现的论文中写道。
1859年，爱尔兰科学家约翰·廷德尔开始量化大气中不同气体吸收的热量。廷德尔写道:“由于在河流上修建大坝会导致局部河流加深，所以我们的大气层，作为一个跨越地球射线的屏障，会导致局部地表温度升高。”
1896年，瑞典科学家斯万特·阿伦尼乌斯计算出二氧化碳使地球变暖的程度在他后期的工作中，他提出了大气中更多的二氧化碳会导致地球变暖的理论。
但事实证明，要弄清楚这些更大的趋势如何在更小、更有形的规模上发挥作用是很复杂的。一个特定地区的温室气体排放增加会使气温上升多少，除了取决于大气能吸收多少热量外，还取决于当地的条件，如树木覆盖、空气污染、风型和降雨。
20世纪60年代，作为美国政府和普林斯顿大学的气象学家，masuuro Manabe将大气吸收的能量与垂直于地球上空的空气运动联系起来，这是模拟气候的一个关键参数。
20世纪80年代，马克斯·普朗克气象研究所(Max Planck Institute for Meteorology)的克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)致力于将短期不稳定的天气模式与气候的长期变化联系起来。他发现，即使是嘈杂的天气数据也能让我们深入了解更广泛的模式，甚至可以让科学家追踪人类对气候的影响。这些发现播下了气候归因科学的一些最早的种子，科学家们现在用它来量化人类对特定热浪或暴雨的恶化程度。
乔治·帕里西的工作与气候系统并无内在联系，但他在20世纪80年代的研究证明，看似随机的粒子运动可以量化为模式和预测。这一见解帮助气候科学家从单个气体分子构建模拟。
在这项早期工作之后的几十年里，气候模型变得越来越复杂，计算能力也开始赶上来。如果温室气体继续在天空中激增，这让研究人员对未来有了更清晰的认识。
但是，气候预报中最大的不确定性仍然是人类将采取什么行动——国家、企业和个人是否会选择迅速而急剧地减少有害气体的排放。正如科学家所说，这仍然是一个活跃的研究领域。
“最迫切需要的是应对气候变化的行动，”哈塞尔曼在诺贝尔奖网站上说。“我们可以做很多事情来防止气候变化，问题在于人们是否会意识到20年或30年后将要发生的事情是你现在必须做出反应的事情。”
哈塞尔曼、马纳贝和帕里西帮助世界理解了这个问题，而我们要解决这个问题。
