2021年诺贝尔物理学奖成果解读(附获奖者论文链接)
发布于 2021-10-07 17:31
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2021年10月5日，2021年诺贝尔物理学奖结果揭晓。
今年的物理奖依旧分为两部分，授予3位对理解复杂系统做出突破贡献的物理学家。
其中一半颁给了真锅淑郎 （Syukuro Mnabe）和克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）：
以表彰他们为地球气候建立了物理模型，量化其变异性并可靠地预测全球变暖。
另一半颁给乔治·帕里西（Giorgio Parisi）：
以表彰其在原子到行星尺度的物理系统中发现无序和涨落的相互作用。
图 源 | nobelprize.org
也就是说，真锅淑郎和克劳斯·哈塞尔曼将分别获得1/4诺贝尔物理学奖奖金，而乔治·帕里西将获得剩下1/2奖金。
诺贝尔物理学委员会主席Thors Hans Hansson对此评价说：
今年获奖的研究表明，我们关于气候的知识，是基于对观测的严格分析、建立在坚实的科学基础之上的。
今年的获奖者们为我们深入了解复杂物理系统的特性和演化做出了贡献。
图 源 | CNN
真锅淑郎
据日本共同社（KYODO NEWS）报道，现年 90 岁的普林斯顿大学高级气象学家真锅淑郎表示，获得这一著名奖项是一个“巨大的惊喜”（“great surprise”）。
图 源 | Kyodo News
真锅的一大贡献就是演示了大气中二氧化碳含量的增加是如何导致地球表面温度升高的。
为了便于计算，他把大气简化成了40千米高空处的一个柱状模型，通过改变空气的组成来研究对地表温度的影响。
Fig2 真锅淑郎的气候模型 | nobelprize.org
最终他的计算结果是，空气中占主要成分的氮气和氧气含量变化对地表温度的影响微乎其微，倒是二氧化碳对地表温度的影响则十分明显。
他的研究证实了地球变暖的主要原因是二氧化碳，因为它预测了接近地面的温度上升，而上层大气变冷。
如果是太阳辐射的变化导致了温度的上升，那么整个大气层应该是同时加热的。
Fig3 二氧化碳温度 | nobelprize.org
真锅淑朗的这项研究发表于1967年，随后他领导了地球气候物理模型的发展，并且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。
由于那时候的计算机速度比现在要慢上几十万倍，所以模型必须简化再简化。
即便如此，他还是在1975年把模型从一维扩展到了三维，为今天的气象模型奠定了基础。
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