2021年诺贝尔物理学奖授予了三位科学家,他们增进了我们对从原子到地球气候等各种系统复杂性的理解。Manabe Syukuro, Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi的研究提供了基本的见解,支撑了我们对气候变化的大部分知识。

马纳部和哈塞尔曼共同获得了一半的奖金,以表彰他们“对地球气候进行物理建模,量化变率并可靠地预测全球变暖”。1000万瑞典克朗(83.9万英镑)奖金的另一半被乔治·帕里西(Giorgio Parisi)授予,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

今年诺贝尔物理学奖得主的工作帮助科学家们将二氧化碳水平上升与全球气温上升联系起来

20世纪60年代,Manabe在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升高联系起来。瑞典皇家科学院指出,现在普林斯顿大学的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,Hasselmann——德国汉堡马克斯普朗克气象研究所的创始主任——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气候模型在多变的天气中仍然可靠。他后来继续研究探测人类活动对气候影响的方法。这些技术有助于证明全球变暖与人为二氧化碳排放直接相关。

帕里西的获奖贡献可以追溯到1979年,当时他发明了一种方法来解释一种被称为自旋玻璃的金属合金中出现的不寻常磁性。帕里西现在就职于意大利罗马萨皮恩扎大学(Sapienza University of Rome),他开发的数学方法后来被用于探索其他无序系统。帕里西本人与诺贝尔委员会一起研究了从冰河时代的重现到欧椋鸟鸣叫所创造的模式等现象注意的是他的工作已经“成为复杂系统理论的基石”。

根据该委员会, Manabe, Hasselmann和Parisi的集体工作表明,“如果不清醒地探索变化的起源,我们就无法理解任何系统的行为”。