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真锅淑郎成第28位获得诺奖的日本人
日期: 21年10月3期


中文导报讯 瑞典皇家科学院10月5日宣布,2021年诺贝尔物理学奖由三名科学家共享殊荣。其中,日裔美籍科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼因“建立地球气候的物理模型、量化其可变性并可靠地预测全球变暖”的相关研究获奖;意大利科学家乔治·帕里西因“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”而获得另一半奖项。



今年的物理学奖获奖者之一、日本出身的美籍普林斯顿大学高级研究员真锅淑郎现年90岁。真锅是第28位获得诺奖的日本人;也是继2019年获得诺贝尔化学奖的旭化成名誉研究员吉野彰之后,第25位在日本出生的自然科学领域的诺贝尔奖得主;也是继2015年东京大学杰出教授梶田隆章之后,第12位在日本出生的诺贝尔物理学奖得主。

自1901年迄2021年的诺贝尔奖颁发历史中,日本是欧美之外获奖最多的国家,达28人,共包括物理学奖12人、化学奖8人、生理学或医学奖5人、文学奖2人、和平奖1人。其中3人获奖时已移籍,即南部阳一郎、中村修二、真锅淑郎取得美国籍。进入21世纪后,日本人的获奖次数仅次于美国,居世界第二,21年间已有20位日本人获得诺贝尔奖。目前尚无日本人女性、日本组织获奖,也没有日本人获得经济学奖。





真锅淑郎1958年在东京大学获得博士学位,同时应美国国家气象局(现为美国国家海洋和大气管理局)的邀请赴美,研究使用刚刚开始普及的计算机来预测天气。真锅在1960年代开发出可以根据物理定律在计算机上再现和预测整个地球的气候的数值模型。

真锅首次明确证明了大气中二氧化碳浓度对气候的影响,使国际社会的目光转向全球变暖,促成了联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的成立。真锅淑郎不仅大幅推进了气候研究,还预测出二氧化碳增加导致温度上升,是预测全球变暖的先驱。

真锅开发出了把大气视为从地面到天空的单个支柱,并结合暖空气上升并取代冷空气的对流效应,以及地表和空气辐射的热量进行计算的数值模型。通过当时世界上最快的计算机进行分析,成功地再现了从地表到几十公里高度的与现实相似的大气温度分布。

真锅进一步预测,当大气中的二氧化碳含量增至2倍时,地面温度将上升2.3度,他在1967年发布了这一成果。他的研究成果表明,二氧化碳在长期气候变化中发挥着重要作用,这成为世界范围内推动全球变暖研究的契机。

1969年,真锅淑郎开发出“大气·海洋耦合模型”。这一模型除了在全球范围内模拟大气流动之外,还考虑了从海洋中散发出的热量和水蒸气的影响。他还使这一模型进一步发展成覆盖全球的精确模型,研究了二氧化碳逐渐增加对气候的影响。上述研究成果于1989年发表在英国科学杂志《自然》上。作为世界上第一份真正意义上的全球变暖预测相关论文受到关注。



“复杂系统的特点是随机性和无序性,难以理解。今年的奖项表彰描述它们和预测它们长期行为的新方法。” 瑞典皇家科学院在新闻稿中说。“今年获奖的发现表明,我们对气候的了解建立在坚实的科学基础之上,基于对观测的严格分析。”诺贝尔物理学委员会主席Thors Hans Hansson 说,今年的获奖者都为我们更深入地了解复杂物理系统的特性和演化做出了贡献。

中科院大气物理所成里京副研究员表示,“首先是意外,因为之前没有给过气候科学家(之前IPCC评估报告获得过诺贝尔和平奖)。但又在情理之中,因为气候系统是一个超级复杂的系统,对气候系统及其变化的理解是非常重要的研究领域,非常(高兴)这个领域的奠基人之一获得诺贝尔奖。”

中科院大气物理所研究员俞永强说,真锅是最早基于数值模式定量估计二氧化碳对气候的影响的先驱。“以前的诺贝尔物理学奖都主要颁给做基础物理工作的人,这一次是颁给做数值模式的人,所以整个学界非常惊喜。”

“这次真锅获得诺贝尔物理学奖,主要还是反映了整个世界对气候问题的重视,而数值模拟是研究气候问题非常非常重要的一个工具。”真锅对于气候敏感度的估计大概是3度左右,而从第一次IPCC报告到第六次报告,对比气候敏感度的结论跟真锅的结论,没有非常大的出入。所以,真锅在六、七十年代的工作非常有先见,且影响非常深远。

受新冠病毒疫情影响,诺贝尔奖连续第2年取消定于12月10日在瑞典首都斯德哥尔摩举行现场颁奖典礼,以及与王室成员等的晚宴,改为电视和网络直播得主在各国领奖。诺奖得主将在居住国接受奖章和获奖证书。获得物理学奖的3人将分享1000万瑞典克朗(约合人民币740万元)奖金。

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