科學(xué)家們正在對(duì)地球的未來進(jìn)行“預(yù)測(cè)”

氣候變化科學(xué)家不喜歡使用“猜測(cè)”這個(gè)詞。相反，隨著海平面上升、野火蔓延大陸、颶風(fēng)卷土而來，他們正在對(duì)地球的未來進(jìn)行“預(yù)測(cè)”。

這樣的預(yù)測(cè)是有充分理由的。

信息爆炸時(shí)代，我們的世界在享受信息潮流洗禮的同時(shí)，也難免會(huì)被各種虛假的、錯(cuò)誤的信息所充斥。而科學(xué)家的工作就包括向公眾表明科學(xué)是如何運(yùn)作的。讓公眾相信科學(xué)意味著對(duì)未來做出精確的、有節(jié)制的計(jì)劃。

而現(xiàn)在，他們必須解決一個(gè)大問題：預(yù)測(cè)50年后地球的樣子。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)10日發(fā)表的文章，總部設(shè)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(xué)家，正圍繞氣候變化展開工作，研究當(dāng)前趨勢(shì)和可用數(shù)據(jù)，幫助人們?yōu)槲磥碜鰷?zhǔn)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(jié)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(xué)家一直依賴氣候模型。對(duì)于不是科學(xué)家的人來說，要理解這些預(yù)測(cè)中的計(jì)算是具有挑戰(zhàn)性的。那么，氣候模型到底是什么呢?

氣象學(xué)家可以根據(jù)天氣數(shù)據(jù)和使用濕度、溫度、氣壓、風(fēng)速以及其他當(dāng)前大氣、陸地和海洋條件的預(yù)測(cè)模型，對(duì)未來一個(gè)小時(shí)甚至一周的天氣進(jìn)行預(yù)測(cè)。

作為天氣預(yù)報(bào)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(yù)測(cè)。使用數(shù)學(xué)方程和數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些模型創(chuàng)建了對(duì)地球物理?xiàng)l件的表征和對(duì)當(dāng)前氣候的模擬，預(yù)測(cè)了未來幾十年一個(gè)地區(qū)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(xiàn)的。

美國氣候科學(xué)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(xù)排放二氧化碳和其他溫室氣體時(shí)可能發(fā)生的氣候變化類型。”

第一個(gè)氣候模型是在50多年前氣候科學(xué)早期開發(fā)的，幫助科學(xué)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(fù)雜得多，可以在一些世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。十年前，大多數(shù)模型將世界以250平方公里為單位進(jìn)行劃分，但現(xiàn)在的模型是以100平方公里為單位劃分。當(dāng)模擬規(guī)模越小，就會(huì)出現(xiàn)更多的區(qū)域模式。

通過技術(shù)的進(jìn)步，這些模型對(duì)科學(xué)家了解過去、現(xiàn)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(yè)為應(yīng)對(duì)氣候變化采取行動(dòng)。

在個(gè)人層面上，人們?cè)谒兄卮鬀Q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(shí)何地買房。各國政府的任務(wù)則是做出影響整個(gè)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(jí)氣候顧問加文·A·施密特說，應(yīng)該考慮氣候模型是否提供有用的預(yù)測(cè)，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(xué)家的信息對(duì)于他們對(duì)未來氣候的理解至關(guān)重要。

豪斯帕德領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》雜志上的研究，分析了早期氣候模型的準(zhǔn)確性。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)8月份發(fā)布的最新報(bào)告中包含了其部分研究結(jié)果。

豪斯帕德和合著者施密特將1970年至2007年開發(fā)的17個(gè)全球平均氣溫預(yù)測(cè)模型與截至2017年底觀察到的全球氣溫實(shí)際變化進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)了令人振奮的一點(diǎn)：大多數(shù)模型都相當(dāng)準(zhǔn)確。10個(gè)模型投影顯示的結(jié)果與觀測(cè)結(jié)果一致。在考慮了大氣二氧化碳的模擬變化和實(shí)際變化以及其他驅(qū)動(dòng)氣候的因素之間的差異后，研究發(fā)現(xiàn)，17個(gè)模型預(yù)測(cè)中的14個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界中觀察到的變暖一致。

“這有力地證明了這些模型實(shí)際上是正確的。”豪斯帕德說，“它們?cè)陬A(yù)測(cè)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(cuò)誤的。最早的氣候模型之一，由氣候?qū)W家拉蘇爾和施耐德于1971年創(chuàng)建，他們預(yù)測(cè)由于大氣氣溶膠的冷卻效應(yīng)世界將會(huì)變冷。雖然20世紀(jì)70年代仍處于氣候研究的早期，但當(dāng)時(shí)的大多數(shù)科學(xué)文獻(xiàn)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(dāng)模型超出其特定參數(shù)時(shí)，氣候模型的準(zhǔn)確性問題也會(huì)出現(xiàn)。施密特說，為了應(yīng)對(duì)這一問題，氣候模型將預(yù)測(cè)重點(diǎn)放在自然世界中看到的物理?xiàng)l件上，而不是統(tǒng)計(jì)概率上。

隨著更多物理過程的增加和計(jì)算機(jī)能力的增強(qiáng)，氣候模型在不斷改進(jìn)，對(duì)地球的模擬也變得更加清晰。

為什么要對(duì)未來氣候做預(yù)測(cè)呢?

氣候科學(xué)家專注于利用物理學(xué)預(yù)測(cè)未來的氣候，而卡西奧和其他未來學(xué)家則將科學(xué)數(shù)據(jù)放在更大的背景下，根據(jù)氣候變化、新技術(shù)發(fā)展以及政治和社會(huì)因素進(jìn)行預(yù)見。

卡西奧表示，他們的想法是將科學(xué)融入到歷史學(xué)家對(duì)世界如何運(yùn)作的理解中。但是，就像氣候模型一樣，不確定性是預(yù)測(cè)所固有的。卡西奧說，未來學(xué)家不想過度承諾，但他們提供了對(duì)可能發(fā)生的事情的預(yù)測(cè)和可能發(fā)生的原因。

豪斯帕德認(rèn)為，未來氣候狀況嚴(yán)峻，一個(gè)“變革性”的氣候計(jì)劃對(duì)于做出改變是必要的。

盡管許多氣候?qū)W家和未來學(xué)家對(duì)未來氣候變化的趨勢(shì)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(xiàn)在采取行動(dòng)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(jì)下半葉，很有可能我們最終會(huì)擁有一個(gè)非常美好的世界。”

標(biāo)簽： 進(jìn)行，預(yù)測(cè)，未來，地球