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人类对化石燃料的依赖正在以前所未有的速度使地球升温。政府和决策者必须采取紧急行动。这些行动需要由科学计算出关于气候变化对地球的影响来指导。到底如何计算？
这是威廉·皮叶克尼斯（Vilhelm Bjerknes），19世纪末，他研究出了将热量、水和空气流动关联起来的公式。50年后，他的理论成为第一个大气计算机模型的基础。现代天气预报由此诞生。今天的气候模型是该原始模型高度进化的后代，只不过计算机的速度快了25万亿倍。 它是这样工作的。科学家们将地球的大气层划分为由数十万个单元组成的网格，像摩天大楼一样堆叠在一起。 英国气象局(英国国家气象局)使用的模型是高达85个单元的网格。通过模型计算出能量、空气和水蒸气在给定时间内如何流经每个单元。而天气预报则是对某一特定时间的大气进行扫描，并预测未来几天将会发生什么。 气候模型参考了多年来大气运动轨迹，以模拟世界目前的情况及未来可能出现情况。它们勾勒出了你可能看到的过程和结果。在某种程度上，它们可以作为决策的参考信息。 其中，二氧化碳浓度是今天的两倍这个发现是气候模型一直以来所观察到的最基本的事情。该气候模型已经证明温室效应确实有可能成为21世纪的一个问题。 尽管这些模型很复杂，但也有局限性。虽然它把大气切割成几百万个单元，但大气是非常庞大的，它的百万分之一仍然很大。所以一个单元就可能会有几百公里长。这意味着这些气候模型常常难以捕捉到诸如云层覆盖等更为细节的事情。 云在气候中起着关键作用。随着温室气体使大气变暖，它们改变了大气中水蒸气的含量以及空气上升和下降的方式。这些又反过来改变了云量和云量的性质。根据云形成的位置，它们可以捕获使地球变暖的阳光，也可以将阳光反射回太空使其变冷。 某些云形成的过程会在很小的范围内发生。所以，我们无法使用电脑模型来模拟这些精确的过程。 因此，必须建立各种不同的规则来预测云会做什么。如何做到这一点意味着你的模型和其他人的模型会有不同的预测结果，大家会以不同的方式来预测。 许多这样的模型已经存在，由世界各地的团队运行。建模者们都想尽可能接近地球的真实状态。 但是关于如何运作假设条件在不同的模型中结果也不同，他们运行这些条件的方式也会不同。 有些模型会得出人们所认为的一定规模的二氧化碳会导致气候变暖的结论，但有些模型会得出变冷的结果。 每隔几年，这些模型会重新比较其测试结果以便制定新的标准，以帮助科学家了解不同气候模型的优缺点，进行改进。 当然，如果说这些模型完全可以预测未来几乎是不可能的。研究人员能做的是比较过去几十年成功模型的结论。 最近的一份报告在比较了20世纪70年代和21世纪头十年的气候模型后发现，目前所使用的模型测算的数据相对准确，实际发生的气候变暖和模型测算的差异在误差范围内。 所以，这些让人们感觉一切都没有脱离我们掌控。气候模型正变得越来越复杂，可以捕捉到地球更多的细节。 但有一个因素是不可能被建模，那就是人类活动，它是气候变化最大的影响因素，无法放入模型中。一般模型的原理如化学，物理和生物的物理定律。因此，模型不会得出2050年美国将停止排放二氧化碳这样的结论。 注：红线对应第一种情况，紫线对应第二种情况，绿线对应第三种情况，蓝线对应第四种情况。 相反，科学家们简化从气候模型得出的结论后，并将其运用于经济模型中。2013年，科学家们曾利用这些模型来研究不同的气候政策对未来地球温度的影响。 第一种，如果继续大规模使用煤炭； 第二种，如果继续使用化石燃料和部分可再生能源； 第三种，使用更高利用率的可再生能源； 第四种，使用大量使用碳捕捉技术，用更多的土地种植生物燃料。 这些模型告诉我们，目前的减排水平还远远不足以保证本世纪末气温上升控制在2℃以内，或者1.5℃以内。 气候模型不能预测未来，它们不是万能的。在它们能完全测算出地球表面所有复杂运动之前，还有很长的路要走。 但就目前而言，气候模型是科学家了解二氧化碳增加对地球造成多大破坏的唯一途径。 最后，气候变化的解决方案并不在于模型本身，而在于人类选择如何利用模型提供的信息。 （编辑：Nicola） |
