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50年后地球什么樣?氣候學家這樣預測……
發布時間:2021-09-15     作者:張佳欣   來源:科技日報   分享到:

  氣候變化科學家不喜歡使用“猜測”這個詞。相反,隨著海平面上升、野火蔓延大陸、颶風卷土而來,他們正在對地球的未來進行“預測”。

  這樣的預測是有充分理由的。

  信息爆炸時代,我們的世界在享受信息潮流洗禮的同時,也難免會被各種虛假的、錯誤的信息所充斥。而科學家的工作就包括向公眾表明科學是如何運作的。讓公眾相信科學意味著對未來做出精確的、有節制的計劃。

  而現在,他們必須解決一個大問題:預測50年后地球的樣子。

  據物理學家組織網10日發表的文章,總部設在美國硅谷的非營利性前瞻性組織未來研究所的研究員賈邁斯·卡西奧等未來學家,正圍繞氣候變化展開工作,研究當前趨勢和可用數據,幫助人們為未來做準備,并為全球變暖做出明智的決定。

  “世界上的一切,”卡西奧說,“未來的每一種結果,都必須通過氣候的鏡頭來審視。”

  氣候模型是什么?

  50多年來,科學家一直依賴氣候模型。對于不是科學家的人來說,要理解這些預測中的計算是具有挑戰性的。那么,氣候模型到底是什么呢?

  氣象學家可以根據天氣數據和使用濕度、溫度、氣壓、風速以及其他當前大氣、陸地和海洋條件的預測模型,對未來一個小時甚至一周的天氣進行預測。

  作為天氣預報的延伸,氣候模型考慮了更多的大氣、陸地和海洋條件,以便做出更長期的預測。使用數學方程和數千個數據點,這些模型創建了對地球物理條件的表征和對當前氣候的模擬,預測了未來幾十年一個地區的平均條件將如何變化,以及在人類有記錄之前氣候是如何出現的。

  美國氣候科學家澤克·豪斯帕德說:“也許最重要的(目的)是試圖提出在全球繼續排放二氧化碳和其他溫室氣體時可能發生的氣候變化類型。”

  第一個氣候模型是在50多年前氣候科學早期開發的,幫助科學家衡量海洋和大氣是如何相互作用并影響氣候的。

  如今的模型要復雜得多,可以在一些世界上最強大的超級計算機上運行。十年前,大多數模型將世界以250平方公里為單位進行劃分,但現在的模型是以100平方公里為單位劃分。當模擬規模越小,就會出現更多的區域模式。

  通過技術的進步,這些模型對科學家了解過去、現在和未來的氣候變得更加有用。而所有的這些都是為了說服公眾和企業為應對氣候變化采取行動。

  在個人層面上,人們在所有重大決定中都必須考慮氣候:是否要生育孩子;該買哪輛車;如何投資;何時何地買房。各國政府的任務則是做出影響整個國家未來的氣候決定,比如是投資替代能源還是制定遏制排放的政策。

  氣候模型有用嗎?

  美國國家航空航天局高級氣候顧問加文·A·施密特說,應該考慮氣候模型是否提供有用的預測,而不是考慮氣候模型是否正確。通常情況下,氣候模型提供給科學家的信息對于他們對未來氣候的理解至關重要。

  豪斯帕德領導了一項發表在《地球物理研究快報》雜志上的研究,分析了早期氣候模型的準確性。聯合國政府間氣候變化專門委員會8月份發布的最新報告中包含了其部分研究結果。

  豪斯帕德和合著者施密特將1970年至2007年開發的17個全球平均氣溫預測模型與截至2017年底觀察到的全球氣溫實際變化進行了比較。他們發現了令人振奮的一點:大多數模型都相當準確。10個模型投影顯示的結果與觀測結果一致。在考慮了大氣二氧化碳的模擬變化和實際變化以及其他驅動氣候的因素之間的差異后,研究發現,17個模型預測中的14個與現實世界中觀察到的變暖一致。

  “這有力地證明了這些模型實際上是正確的。”豪斯帕德說,“它們在預測全球氣候方面做得非常好。”

  但并不是所有的早期模型都是沒有錯誤的。最早的氣候模型之一,由氣候學家拉蘇爾和施耐德于1971年創建,他們預測由于大氣氣溶膠的冷卻效應世界將會變冷。雖然20世紀70年代仍處于氣候研究的早期,但當時的大多數科學文獻仍表明,未來更有可能變暖。

  豪斯帕德表示,即使在今天,氣候模型仍有局限性。當模型超出其特定參數時,氣候模型的準確性問題也會出現。施密特說,為了應對這一問題,氣候模型將預測重點放在自然世界中看到的物理條件上,而不是統計概率上。

  隨著更多物理過程的增加和計算機能力的增強,氣候模型在不斷改進,對地球的模擬也變得更加清晰。

  為什么要對未來氣候做預測呢?

  氣候科學家專注于利用物理學預測未來的氣候,而卡西奧和其他未來學家則將科學數據放在更大的背景下,根據氣候變化、新技術發展以及政治和社會因素進行預見。

  卡西奧表示,他們的想法是將科學融入到歷史學家對世界如何運作的理解中。但是,就像氣候模型一樣,不確定性是預測所固有的。卡西奧說,未來學家不想過度承諾,但他們提供了對可能發生的事情的預測和可能發生的原因。

  豪斯帕德認為,未來氣候狀況嚴峻,制訂一個“變革性”的氣候計劃是必要的。

  盡管許多氣候學家和未來學家對未來氣候變化的趨勢感到失望,但仍有希望。豪斯帕德說,如果全球排放量能夠降至零,那么最好的氣候模型說明世界將停止變暖。

  “現在采取行動還不算太晚。”豪斯帕德說,“世界并沒有受到特定程度的全球變暖的束縛。”

  卡西奧說:“如果我們能挺過本世紀下半葉,很有可能我們最終會擁有一個非常美好的世界。”


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