科学探索|2021诺贝尔物理学奖为什么颁给他们？人类真的正让地球变暖 2021诺贝尔物理学奖为什么颁给

北京时间10月5日消息，2021年诺贝尔物理学奖授予Syukuro Manabe，Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi，获奖理由：对我们对复杂物理系统的理解做出了突破性贡献。Syukuro Manabe与Klaus Hasselmann共同获得了一半的诺贝尔物理学奖，获奖理由：建立了地球气候的物理模型，能够量化变化情况、以及可靠预测全球变暖。

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诺贝尔物理学奖另一半授予Giorgio Parisi，获奖理由：发现从原子级到行星级尺度物理系统的无序性与波动之间的相互作用。
简短解读：
研究气候和其他复杂现象的物理学
三位物理学家因为他们对混沌和随机现象的研究而分享了今年的诺贝尔物理学奖。Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann为我们了解地球气候以及人类对气候的影响奠定了基础。Giorgio Parisi因其对无序物质和随机过程理论的突破性贡献而获奖。
复杂系统具有随机性和无序性，令人难以理解。今年的诺贝尔奖表彰了描述复杂系统及预测其长期行为的新方法。
地球气候是一个对人类至关重要的复杂系统。Manabe Syukuro展示了大气中二氧化碳含量增加如何导致地球表面温度升高的过程。20世纪60年代，他领导开发了地球气候的物理模型，成为第一个探索辐射平衡和气团垂直输送之间相互作用的人。他的工作为当前气候模型的发展奠定了基础。
大约十年后，Klaus Hasselmann创建了一个将天气和气候联系在一起的模型，回答了在天气多变和混乱的背景下，这些气候模型依然可靠的原因。他还开发了识别自然现象和人类活动在气候中留下特定印记信号，即“指纹”的方法。利用这些方法，众多研究者已经证明了大气温度的升高是由于人类排放的二氧化碳。
大约在1980年，Giorgio Parisi在无序的复杂物质中发现了隐藏的模式。他的发现是对复杂系统理论最重要的贡献之一，使理解和描述许多不同的、显然完全随机的物质和现象成为可能，并且不仅局限于物理领域。在其他非常不同的领域，如数学、生物学、神经科学和机器学习中，这些理论也发挥了重要作用。
诺贝尔物理学委员会主席Thors Hans Hansson说：“今年获奖的这几项发现表明，我们关于气候的知识基于坚实的科学基础，以及对观测结果的严格分析。今年的获奖者都为我们深入了解复杂物理系统的特性和演变做出了贡献。”

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深度解读：
温室效应对生命至关重要
200年前，法国物理学家约瑟夫·傅里叶对太阳向地表发出的辐射、以及从地表向外发出的辐射之间的能量平衡展开了研究，弄清了地球大气在这一平衡中扮演的角色：在地球表面，地球接收的太阳辐射会转化为向外发出的辐射（即所谓的“暗热量”），这些辐射会被大气吸收，从而对大气起到加温作用。大气发挥的这种保护作用如今被称作“温室效应” 。太阳的热量可以透过大气到达地表，但会被困在大气层内部。不过，大气中的辐射过程还远比这复杂得多。
科学家的任务与傅里叶当年差不多——弄清向地球发出的短波太阳辐射与地球向外发出的长波红外辐射之间的平衡关系。在接下来200年间，多名气候科学家纷纷贡献了更多的细节信息。当代气候模型更是为科学家提供了极为强大的工具，不仅帮助我们进一步理解了地球的气候，还让我们得以了解由人类导致的全球变暖。
这些模型都是建立在物理定律的基础上的，由天气预测模型发展而来。天气通过温度、降水、风或云等气象物理量描述，受海洋和陆地活动影响。气候模型则建立在通过计算得出的天气统计特征基础之上，如平均值、标准差、最高与最低值等等。这些模型虽无法准确告诉我们明年12月10日斯德哥尔摩的天气如何，但可以让我们对斯德哥尔摩在12月的气温和降水情况获得一定了解。