研讨会：真锅淑郎在模拟和理解全球变暖方面的贡献

《Reviews of Modern Physics》：Colloquium: Manabe’s legacy of simulating and understanding global warming

　　2021年诺贝尔物理学奖部分授予了气候物理学家真锅淑郎（Syukuro Manabe），以表彰他“对地球气候进行物理建模、量化变率并可靠预测全球变暖方面的贡献”。本综述向《现代物理评论》的读者介绍了气候作为一个复杂系统、真锅的研究，以及他利用一系列具有不同物理复杂度的气候模型来模拟和理解全球变暖的遗产。本综述回顾了真锅及其同事从20世纪60年代末到90年代初的工作。在此期间，真锅及其同事开发了一系列跨越不同物理复杂度的气候模型，并利用这些模型模拟和理解大气中二氧化碳（CO₂）浓度增加时温度的响应。本综述讨论了真锅的方法：（1）对大尺度空间施加物理约束，同时对小尺度物理过程作简化假设；（2）随着物理复杂度通过维度逐步增加，预测二氧化碳浓度增加的温度响应；（3）通过将涌现的温度响应与新增的底层物理过程联系起来，来理解这些响应。本综述强调，正是这种方法使得一些现象在观测到之前就得到了可靠预测——包括全球平均地表变暖、高层大气冷却、北极变暖最强、陆地变暖快于海洋，以及南大洋变暖滞后。此外，真锅及其同事展示了如何通过固定物理过程（水汽、云等）来量化小尺度物理假设带来的不确定性，从而清晰地理解这些过程的影响。在我们进入气候科学的一个独特时代之际——观测噪声中已浮现出额外信号，既包括成功预测，也包括差异——真锅的遗产比以往任何时候都更加重要。此外，机器学习模拟器和公里尺度气候模型等复杂新工具的出现，也受益于真锅的还原论和层级化方法。