全球变暖，一桩事先张扬的谋杀案？(5)

不同国际机构数据集给出的1850-2020年全球平均地表温度变化 | 图源：Berkeley Earth 2020年全球气温报告
通过两百年来的物理基础、百年来的观测资料，科学家们得出明确结论，二氧化碳会导致全球平均温度的持续上升。但是，全球平均温度的变化，多大程度上可以归因于人类活动？
气候研究的时空尺度和研究对象，决定了它无法使用实验室的对照实验对理论进行验证。然而，数值模式的发展，使得气候学家可以回答这一问题。
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数值模式的寂静革命：
从新生到成为气候研究的新范式
得益于经典物理学、计算数学、计算机和大气动力学的逐步发展和持续积累，自上世纪50年代以来，数值模式如同经历了一场寂静的革命，已发展成为现代气候学最重要的研究工具，也是所有物理科学中影响最大的领域之一 [15]。
早在二十世纪初，气象学家皮耶克尼斯（Bjerknes）就提出，物理学定律可用于预报天气。纳维斯托克斯方程、质量连续性方程、热力学第一定律和理想气体方程共同构成大气预报方程，对这些偏微分方程进行数值求解，就可以预测未来的天气。但由于当时既没有足够的算力（计算机），也缺乏足够的观测资料，更重要的是，大气在大尺度层面的运动尚未构建出完整的理论，数值预报的早期尝试均以失败告终。

局地直角坐标系下大气运动的基本方程组 | 图源：TED Institute
直到一位叫朱尔·查尼（Jule G. Charney）的年轻人横空出世。
在完成他那篇著名的关于斜压不稳定的博士论文 [16] 之后，在芝加哥气象学派创始人罗斯贝（Carl-Gustaf Rossby）的介绍下，查尼赴普林斯顿高研院参加冯·诺依曼（ John von Neumann）组织的会议，讨论如何利用电子计算机来预报天气。这次会议具体讨论了些什么已不得而知，但其最大的意义，或许在于让查尼和冯·诺依曼相识。
查尼意识到，冯·诺依曼对物理问题有很好的品味和热情，而一个关于大气大尺度运动的合理理论一定会在普林斯顿大受欢迎，且极有可能会被用于新生的电子计算机中预报天气。这让查尼无比兴奋。回到芝加哥后，他迫不及待地给冯·诺依曼写信，表达想去普林斯顿开展研究的愿望。但这封信一直没有寄出 [17]。