2021年诺贝尔物理学奖被授予三位科学家,他们增进了我们对从原子到地球气候的各种系统复杂性的理解。Syukuro Manabe、Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi的研究为我们对气候变化的认识提供了基础。

Manabe和Hasselmann共同获得了一半的奖金,以表彰他们“对地球气候的物理模型,量化了变化,并可靠地预测了全球变暖”。1000万瑞典克朗(83.9万英镑)奖金的另一半授予了乔治·帕里西(Giorgio Parisi),以表彰他发现了“从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动的相互作用”。

解释在气候中识别指纹的图表

资料来源:©Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院

今年的物理诺贝尔·洛杉矶的工作已经帮助科学家将二氧化碳水平上升到上升的全球气温

20世纪60年代,Manabe在美国环境科学服务管理局的地球物理流体动力学实验室进行了开创性的工作,将二氧化碳水平的上升与地球表面温度的上升联系起来。瑞典皇家科学院(Royal Swedish Academy of Sciences)指出,目前在普林斯顿大学(Princeton University)工作的Manabe是“第一个探索辐射平衡和气团垂直输送之间相互作用的人”,他的工作构成了现代气候模型的基础。

在20世纪70年代,作为德国汉堡马克斯·普朗克气象学研究所的创始主任,哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系起来的模型。他的工作解释了为什么尽管天气变化无常,气候模型仍然是可靠的。后来,他继续研究如何检测人类活动对气候的影响。这些技术帮助证明了全球变暖与人为二氧化碳排放直接相关。

帕里西获奖的贡献可以追溯到1979年,当时他发明了一种方法,解释一种被称为自旋玻璃的金属合金的不寻常磁性。帕里西目前在意大利罗马的萨皮恩扎大学工作,他开发的数学方法后来被用于探索其他无序系统。帕里西本人也曾和诺贝尔委员会一起研究过各种现象,从冰河时代的重现到欧椋鸟的喃喃自语所产生的图案注意的是他的作品“成为复杂系统理论的基石。

根据委员会,马拉雅,哈斯尔曼和巴黎的集体工作表明,“没有清醒地探测可变异的起源,我们无法理解任何系统的行为”。