半世纪前的“老模型”正确预测了全球变暖

七月的热浪导致巴黎人涌向特洛卡的德罗德罗喷泉降温。资料来源:Samuel boi vin/nurppphotoviagetyimages

气候变化怀疑论者喜欢谈论气候模型。他们声称几十年前进行的计算机模拟不能准确预测当前的气候变暖，所以公众应该警惕新模型的预测能力。

最近，研究人员在《地球物理研究快报》上发表了一份报告，称他们在大约半个世纪前对这些“旧模型”进行了最全面的评估。结果表明大多数气候模型是准确的。

这项研究的作者、加州大学伯克利分校的研究生齐克豪斯神父说:“今天气候变暖的程度与模型预测的基本相同。”

20世纪70年代初，气候科学家首次开始使用计算机来预测未来的全球温度。那时，人们逐渐意识到二氧化碳水平的上升可能会提高全球温度。与此同时，科学家还发现计算机可以用来做出这样的预测。

随着气候变暖引起公众关注，批评家开始质疑计算机模型预测的可靠性。甚至1989年发表在《科学》杂志上的一篇文章也对此表示怀疑，称“气候学家可能有一种直觉，认为温室效应正在使地球变暖，但他们尚未证明这一点。”

今天，气候模型要复杂得多。穿孔卡片驱动的超级计算机可以在一秒钟内运行数万亿种算法。现代气候模型已经解释了许多气象效应，包括冰雪、森林覆盖和云形成的变化，这是早期建模者无法想象的。但是豪森德和他的同事仍然想看看旧模型有多精确。

研究人员将1970年至2001年全球年平均表面温度与14个独立气候模型发布的17个预测表面温度进行了比较。然而，一些研究和计算机代码太旧了，所以研究小组使用特殊的软件来确定论文图表上的点所代表的确切数据。

通过比较，研究人员发现大多数气候模型准确地预测了今天的地表温度——自1970年以来，全球地表温度已经上升了大约0.9℃。

其中，“旧模型”预测的10个结果与历史观测结果无统计学显著差异，其余7个预测数据的误差每10年达到0.1℃。然而，当研究人员调整模型的一个关键输入数据(近年来与气候变化相关的污染排放)时，五个“旧模型”的预测精度得到了足够的提高，与观测结果相匹配。

据报道，与气候变化有关的污染排放包括温室气体、气溶胶和反射阳光的微小颗粒，污染程度取决于许多不可预测的因素。此外，排放还受到监管、技术和经济的影响。

豪森德提到了1988年由美国宇航局科学家詹姆斯·汉森监督的一个著名模型。该模型预测，如果气候污染继续以稳定的速度上升，全球平均温度将比实际温度高0.3℃。这使得汉森的研究成为气候科学家批评的焦点。

豪森德发现，这种超范围预测的大部分不是由模型的基本物理缺陷造成的。相反，这似乎是因为汉森没有预料到污染水平会发生变化。例如，该模型高估了未来几年大气中甲烷的含量，并且没有预见到由于《蒙特利尔议定书》于1989年生效，导致全球变暖的制冷剂(如氟利昂)将大幅减少。

当豪森德团队将汉森模型中的污染输入设置为与实际历史水平相对应时，其预测的温度上升与观察到的温度一致。

英国利兹大学的气候模型专家皮尔斯福斯特说，新的发现呼应了气候学界许多人已经知道的事实。福斯特表示，很高兴看到这一消息得到证实。他指出，即使是今天的计算机程序仍不确定，但他相信人们有足够的理由相信气候模型及其传达的信息——需要采取紧急行动来应对气候变化。

汉森目前是哥伦比亚大学地球研究所的兼职教授，他说新的研究是一个有用的实践，“让人们相信模型可以用来帮助提供能源政策的指导”。

最近，来自世界各地的代表齐聚西班牙马德里，参加第25届联合国气候变化大会。他们正在就如何实施2016年巴黎会议达成的减排协议进行谈判。与此同时，联合国上个月发布的一份报告显示，全球温室气体排放量继续上升，而许多污染最严重的国家当时没有履行承诺。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aba4496