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( 四 ) 2021诺贝尔物理学奖为什么颁给

还有一大难点在于，影响气候的波动情况极易发生变化，这些变化可能很快，比如风的强度或空气温度；也可能很慢，比如冰盖融化和海洋温度升高。例如，海洋整体温度需一千年才能上升一度，但大气只需几周即可。关键在于，要将快速的天气变化作为噪声整合进对气候的计算中，并体现出这些噪声对气候的影响。
Klaus Hasselmann创造了一套随机气候模型，将这些变化的可能性都整合进了模型中。其灵感来自爱因斯坦的布朗运动理论。他利用该理论说明，大气的快速变化其实可以导致海洋的缓慢变化。
识别人类影响的痕迹

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确定全球变暖的指纹：Klaus Hasselmann提出了一些区分天然大气变暖与人类所致大气变暖的方法。图为平均气温与1901年至1950年间平均气温变化的比较。黑线：观测值；蓝线：仅体现天然原因造成影响的计算值，如火山喷发等；红线：体现天然与人为影响的计算值；竖虚线：火山喷发
在完成气候变化模型之后，Hasselmann又开发了识别人类对气候系统影响的方法。他发现，这些模型，连同观测结果和理论结果，都包含了关于噪声和信号特性的充分信息。例如，太阳辐射、火山颗粒或温室气体水平的变化都会留下独特的信号，即“指纹”，而且这些信号可以被分离出来。这种识别指纹的方法也可以应用于人类对气候系统的影响。Hasselman因此为进一步的气候变化研究铺平了道路。通过大量的独立观测，这些研究展示了人类对气候影响的大量痕迹。
随着气候系统中复杂相互作用的过程被更彻底地绘制出来，尤其是有了卫星测量和天气观测的帮助，气候模型变得越来越完善。这些模型清楚地显示出温室效应正在加速：自19世纪中期以来，大气中的二氧化碳含量增加了40% 。地球的大气已经有几十万年没有如此多的二氧化碳了。相应地，温度测量显示，在过去150年里，地球温度上升了1摄氏度。
Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann为人类作出了巨大贡献，为我们了解地球气候提供了坚实的物质基础，这也正体现了阿尔弗雷德·诺贝尔的精神。我们不能再说自己对气候变化一无所知了，因为这些气候模型的结果是非常明确的。地球正在变暖吗？是的。地球变暖是大气中温室气体含量增加导致的吗？是的。这一切能仅仅用自然因素来解释吗？不能。人类活动所排放的气体是气温升高的原因吗？是的。
针对无序系统的方法
1980年左右，Giorgio Parisi展示了他的发现，即随机现象显然受隐藏规则支配。他的工作如今被认为是对复杂系统理论最重要的贡献之一。
复杂系统的现代研究基于十九世纪下半叶由James C 。Maxwell、Ludwig Boltzmann和J 。Willard Gibbs提出的统计力学，他们在1884年将这一领域命名为“统计力学” 。统计力学从下面这一见解发展而来，即需要一种新的方法来描述由大量粒子组成的系统，例如气体或液体。这种方法必须考虑到粒子的随机运动，所以其基本思想是计算粒子的平均效应，而不是单独研究每个粒子。例如，气体中的温度是气体粒子能量平均值的量度。统计力学取得了巨大的成功，因为它为气体和液体的宏观特性（如温度和压力）提供了微观解释。
气体中的粒子可以被视为微小的球，随着温度的升高而增加移动的速度。当温度下降或压力增加时，小球首先凝结成液体，再凝结成固体。这种固体通常是晶体，其中的小球按规则排列。但是，如果这种变化发生得很快，小球可能会形成不规则的图案，即使液体进一步冷却或挤压在一起，该图案也不会改变。如果重复该实验，尽管变化以完全相同的方式发生，但小球仍将呈现出新的图案。为什么结果会不同呢？