在氣候研究和建模中，我們應(yīng)該認(rèn)識到我們正在處理一個耦合的非線性混沌系統(tǒng)，因此對未來氣候狀態(tài)的長期預(yù)測是不可能的。對或錯？

錯誤的。首先，氣候變化建模者明白氣候建模涉及耦合的、非線性的、混沌系統(tǒng)。我閱讀了一些建模論文，因為他們進行氣候建模所需的一些數(shù)值方法在數(shù)學(xué)上與我分析集成電路的方法相似。我讀過的模擬作品的質(zhì)量給我留下了深刻的印象。

其次，雖然細(xì)節(jié)很復(fù)雜，但大局其實很簡單。將一些水果放入攪拌機中，然后運行攪拌機 10 或 20 秒。你得到了什么？混合水果泥。你怎么會知道？流體與懸浮固體如何混合的物理學(xué)非常復(fù)雜。但是，熱力學(xué)第二定律說，如果我們運行攪拌機直到混合物達到平衡，結(jié)果將是熵最大化。換句話說，我們知道我們得到了混合的水果泥，盡管很難弄清楚它是如何到達那里的所有細(xì)節(jié)。

氣候變化是相似的。能量是守恒的——這是熱力學(xué)第一定律，它已經(jīng)在許多不同的環(huán)境中進行了測試，我們可以非常有信心（或者如果你證明氣候變化是一個例外，你將成為 21 世紀(jì)最著名的科學(xué)家）。這意味著地球必須將它接收到的所有能量（主要來自太陽）輻射回太空。

用于黑體輻射的 Boltzmann-Stefan 模型也是一個非?？煽康奈锢韺W(xué)——我們將它用于從天文學(xué)到手機設(shè)計的所有領(lǐng)域。這告訴我們，來自太陽的能量主要來自可見波長的光，而地球輻射回太空的能量主要是由深紅外線完成的。換句話說，地球比太陽的光球?qū)痈洹?/span>

二氧化碳對可見光是透明的——從蘇打水或啤酒中冒出的氣泡是透明的。CO2 吸收紅外線。這也是眾所周知的，并在許多領(lǐng)域使用。美國空軍在 1950 年代和 1960 年代制作并發(fā)布了一些非常詳細(xì)的 CO2 吸收光譜測量值。這不是推動全球變暖的陰謀的一部分。吸收的有效性大致為大氣中 CO2 濃度的對數(shù)。這個比較有經(jīng)驗，但它是對空軍這些詳細(xì)表格的合理總結(jié)。

現(xiàn)在我們知道地球以可見光的形式接收來自太陽的能量，然后將其重新發(fā)射為深紅外線，而添加二氧化碳會降低重新發(fā)射的速度。如果二氧化碳濃度上升，地球*必須*變暖（平均而言）平衡接收和重新發(fā)射能量。幾年前，我和我本科時代的一個朋友（加州理工學(xué)院）一起解決了這個問題，信封計算的背面說過去 200 年二氧化碳的變化應(yīng)該使地球溫度上升一點一攝氏度。我們的模型被簡化了，但它與做細(xì)節(jié)的專家所說的大致相同。

所有這一切都表明，如果地球的平均溫度沒有隨著 CO2 濃度的大幅增加而上升，那么有人會因弄清楚所有多余熱量的去向而出名。

如果我們可以從簡單的本科物理學(xué)中找出氣候變化的存在，那我們?yōu)槭裁催€需要氣候科學(xué)家？因為細(xì)節(jié)很重要。我們知道地球?qū)⒄w變暖。在哪里？多少？這將如何影響農(nóng)業(yè)？它將如何影響疾病的傳播？哪些物種正面臨棲息地的重大變化？什么會滅絕？什么是反饋因素？例如，升高的溫度會融化雪。雪能很好地反射陽光，但污垢會吸收光線并將其轉(zhuǎn)化為熱量。這將如何影響向大氣中添加二氧化碳的影響？氣候變化的影響在很大程度上是不可取的，因此我們還需要氣候科學(xué)家弄清楚我們可以做些什么來減輕變化并緩解正在發(fā)生的變化。這就是為什么讓在這些問題上工作的科學(xué)家比我了解的更多的原因是一件好事?；A(chǔ)物理學(xué)告訴我們他們得到的結(jié)果與我們預(yù)期的一致，這也很好?？茖W(xué)就是擁有可檢驗和可反駁的假設(shè)和理論。氣候科學(xué)建立在用于許多不同領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)之上，它非常易于測試，并且通過了這些測試。

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