สภาพภูมิอากาศของโลกเป็นระบบที่ซับซ้อนอย่างมหาศาลบาคาร่าในระดับใหญ่ ในระดับจุลภาค ฟิสิกส์ที่ซับซ้อนของอะตอมและโมเลกุลที่พบในวัสดุก็เช่นกัน รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2021 รวบรวมผลงานของนักวิทยาศาสตร์สามคนที่จุดประกายระบบทางกายภาพที่สลับซับซ้อนดังกล่าวโดยใช้เครื่องมือพื้นฐานของฟิสิกส์ ครึ่งหนึ่งของรางวัลตกเป็นของนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศ Syukuro Manabe จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน และ Klaus Hasselmann จากสถาบัน Max Planck สำหรับอุตุนิยมวิทยาในฮัมบูร์ก ประเทศเยอรมนี สำหรับผลงานการจำลองสภาพภูมิอากาศของโลกและการคาดการณ์ภาวะโลกร้อน
Royal Swedish Academy of Sciences ประกาศเมื่อเดือนตุลาคม
5. อีกครึ่งหนึ่งของเงินรางวัล 10 ล้านโครนสวีเดน (มากกว่า 1.1 ล้านดอลลาร์) ตกเป็นของนักฟิสิกส์ Giorgio Parisi จากมหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรม ผู้ซึ่งทำงานเพื่อทำความเข้าใจความผันผวนที่เกิดขึ้นภายในวัสดุที่ไม่เป็นระเบียบ
นักวิจัยทั้งสามคนใช้กลยุทธ์ที่คล้ายคลึงกันในการแยกชิ้นส่วนเฉพาะของระบบที่ซับซ้อนในแบบจำลอง ซึ่งเป็นการแสดงทางคณิตศาสตร์ของบางสิ่งที่พบในธรรมชาติ นักฟิสิกส์ Brad Marston จากมหาวิทยาลัยบราวน์กล่าวว่าการศึกษาแบบจำลองนั้นแล้วรวมความเข้าใจนั้นเข้ากับคำอธิบายที่ซับซ้อนมากขึ้น “มีศิลปะในการสร้างแบบจำลองที่ร่ำรวยพอที่จะให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจและน่าประหลาดใจแก่คุณ แต่เรียบง่ายเพียงพอที่คุณจะหวังว่าจะเข้าใจมัน”
Göran Hansson เลขาธิการของ Royal Swedish Academy of Sciences
กล่าวว่ารางวัลซึ่งปกติแล้วไม่เกี่ยวกับการเมืองจะส่งข้อความถึงผู้นำโลกว่า “แนวคิดเรื่องภาวะโลกร้อนขึ้นอยู่กับวิทยาศาสตร์ที่มั่นคง” ในระหว่างการประกาศผู้ชนะรางวัล . การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของมนุษย์ รวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 องศาเซลเซียสตั้งแต่สมัยก่อนอุตสาหกรรม ภาวะโลกร้อนส่งผลกระทบต่อทุกภูมิภาคบนโลกทำให้เหตุการณ์สภาพอากาศเลวร้ายรุนแรงขึ้น เช่น คลื่นความร้อน ไฟป่า และภัยแล้ง ( SN: 8/9/21 )
Syukuro Manabe จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน (ซ้าย) และ Klaus Hasselmann จากสถาบัน Max Planck สำหรับอุตุนิยมวิทยา (ขวา) ทำงานเกี่ยวกับการจำลองสภาพภูมิอากาศของโลกในระยะเริ่มต้น วางรากฐานสำหรับแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่มีรายละเอียดมากขึ้นในปัจจุบันซึ่งใช้ในการต่อสู้กับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากภาวะโลกร้อน .
จากซ้าย: BENGT NYMAN / WIKIMEDIA COMMONS (CCBY 2.0); ภาพถ่ายหนังสือพิมพ์สวีเดน / รูปถ่ายหุ้น ALAMY
จอห์น เวทท์เลาเฟอร์แห่งมหาวิทยาลัยเยล สมาชิกของคณะกรรมการโนเบลสาขาฟิสิกส์ กล่าวว่า งานของมานาเบะวางรากฐานสำหรับการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ “เขาสร้างแบบจำลองจากแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในอนาคตทั้งหมดจริงๆ” Wettlaufer อธิบายในระหว่างการสัมภาษณ์หลังการประกาศรางวัล “โครงนั่งร้านนั้นจำเป็นสำหรับการปรับปรุงการพยากรณ์สภาพอากาศ”
มานาเบะศึกษาว่าระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นจะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบนโลกได้อย่างไร แบบจำลองสภาพภูมิอากาศแบบง่ายจากเอกสารปี 1967 ที่เขียนร่วมกันโดยมานาเบะ จำลองคอลัมน์เดียวของบรรยากาศที่มีมวลอากาศเพิ่มขึ้นและลดลงในขณะที่อากาศอุ่นและเย็น ซึ่งเผยให้เห็นว่าการเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเป็นสองเท่าทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นมากกว่า 2 องศา C. ความเข้าใจนี้สามารถรวมเข้ากับแบบจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งจำลองบรรยากาศทั้งหมดหรือรวมผลกระทบของมหาสมุทรด้วย ตัวอย่างเช่น ( SN: 5/30/70 )
Manabe กล่าวในการแถลงข่าวที่ Princeton ว่า “ฉันไม่เคยคิดมาก่อนว่าสิ่งนี้ที่ฉันจะเริ่มศึกษาจะมีผลกระทบมหาศาลเช่นนี้ “ฉันทำไปเพราะความอยากรู้”
Hasselmann ศึกษาวิวัฒนาการของสภาพอากาศของโลกโดยคำนึงถึงช่วงเวลาที่หลากหลายซึ่งกระบวนการต่างๆ ทำงาน ความสุ่มของสภาพอากาศในแต่ละวันนั้นตรงกันข้ามกับความผันแปรตามฤดูกาลและกระบวนการที่ช้ากว่ามาก เช่น การทำให้มหาสมุทรของโลกร้อนขึ้นทีละน้อย งานของ Hassleman ช่วยแสดงให้เห็นว่าความกระวนกระวายใจในระยะสั้นสามารถรวมเข้ากับแบบจำลองเพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะยาวได้อย่างไร
ภาพถ่ายของ Giorgio Parisi
Giorgio Parisi จากมหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรมเป็นที่รู้จักจากผลงานของเขาที่เจาะลึกถึงฟิสิกส์ของวัสดุที่ไม่เป็นระเบียบ เช่น แว่นตาหมุน ซึ่งอะตอมต่างๆ ไม่สามารถตกลงกันได้เกี่ยวกับทิศทางที่จะชี้การหมุนของพวกมัน
LAWRENCE PARISI / WIKIMEDIA COMMONS
รางวัลนี้เป็นการยืนยันถึงความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาพอากาศ Michael Moloney ซีอีโอของ American Institute of Physics ใน College Park, Md. กล่าว “แบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่เราพึ่งพาเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของวิกฤตสภาพภูมิอากาศคือโลก- วิทยาศาสตร์ระดับชั้นที่นั่นพร้อมกับการค้นพบที่ยิ่งใหญ่อื่น ๆ ทั้งหมดที่ได้รับการยอมรับ [โดย] รางวัลโนเบลเมื่อหลายปีก่อน”บาคาร่า
