早期的气候变化模型比你想象的要好

气候模型已经取得了长足的进步。最早估计二氧化碳增加对地球表面温度影响的模型发表于 1896 年。20 世纪 60 年代和 70 年代，许多科学家认为地球实际上正在变冷，更多的预测开始出现。

但当大气科学家估算二氧化碳和其他温室气体增加的影响时，他们发现了一个不同的故事：随着我们继续燃烧化石燃料，世界将变暖。1967 年，Syukuro Manabe 和 Richard. T. Wetherald 发表了他们的论文“给定相对湿度分布的大气热平衡”，发现二氧化碳增加一倍可能导致温度上升 2.4ºC。此后，该论文被引用超过 1,700 次，被认为是第一项预测全球变暖的重要研究。

那些模型比现在的模型简单得多，忽略了海洋、冰和大气化学如何与日益增加的排放相互作用的许多细微差别。一些气候否认者为了挑起怀疑，声称这些早期模型与现实不符，因为它们预测的温度高于我们实际经历的温度。

但对这些旧模型的新分析发现事实恰恰相反——这些模型尽管相对简单，但实际上在预测全球变暖方面做得很好。加州大学伯克利分校能源系统分析师 Zeke Hausfather 说：“我和一些合著者厌倦了看到怀疑论者在博客和国会证词等场合提出的论点，即气候模型总是高估变暖。”“事实证明，没有人真正研究过气候模型在发表后的表现。”

Hausfather 表示，尽管之前已经对单个模型的表现进行了分析，但他的团队可能是第一个系统地评估更大样本的团队。他们的研究包括了 1970 年至 2007 年期间发表的 17 个模型输出。其中包括 Manabe 和 James Hansen 在 70 年代和 80 年代提出的模型，以及国际气候变化专门委员会的报告。

在比较不同时期的预测温度和实际温度时，大多数模型都表现得相当不错。其中 10 个预测与观测到的温度相符，这意味着它们预测的某一年的全球平均地表温度与我们实际记录的温度几乎相同。在剩下的模型中，有四个预测的变暖程度比我们实际记录的要高，有三个预测的变暖程度比我们实际记录的要低。

然而，豪斯法瑟表示，仅对温度和时间进行基本比较并不能公正地评价这些气候科学家。重要的是要认识到，气候模型不仅要预测世界如何运转——大气中温室气体的物理性质——还要预测人们的决定。20 世纪 70 年代和 80 年代的研究人员必须对未来人类会向大气中排放多少温室气体做出尽可能高的猜测。但豪斯法瑟指出，这些猜测可能很简单，比如假设二氧化碳每年增加 1%。豪斯法瑟说：“今天，我们拥有整个平行的能源系统模型世界……建模者随后使用这些模型来运行气候模型。而在 70 年代和 80 年代，这些都不存在。”

由于某些模型无法准确预测未来的碳排放，它们也高估了今天的气温。它们的高估可能不是由于大气模型有缺陷，而是因为它们无法模拟人类行为。因此 Hausfather 进行了第二次分析来解释这一问题。他和他的团队没有比较不同时间的温度，而是研究了模型基于辐射强迫或大气中温室气体总和预测温度的准确性。使用这种方法，他们发现 17 个预测中有 14 个与观测到的变暖难以区分。“（这项研究）证实了气候建模的一般方法很有技巧，即使对于更古老、更基本的模型也是如此，”美国国家大气研究中心的大气科学家 Andrew Gettelman 说，他没有参与这项研究。“这样的工作有望增强人们对这些方法的信心。”

虽然早期的气候科学家可能难以预测未来我们会燃烧多少化石燃料，或者我们会制定哪些政策，但他们已经对气候变暖的物理学有了深入的了解。通过关注预测中假设的温室气体在大气中的行为，豪斯法瑟发现大多数模型都表现得非常好，尽管缺少大量有关地球过程的信息。

如今，气候模型能做的远不止预测气温——它们可以分解温室气体增加的许多更细微的影响，包括更极端的天气、海平面上升和降水变化。这些影响可能更难确定。但温室气体和气温上升的物理学原理早已确立，Hausfather 说，预测气温是气候模型的“唾手可得的果实”。这项研究强调，这些唾手可得的果实遵循物理定律，为可能更难以实现的气候影响奠定了坚实的基础。Hausfather 说：“如果 50 年后我们的（旧）模型被证明大体正确，那么我们就有信心，我们今天拥有的更复杂的模型的基本原理是正确的。我们可能已经很好地掌握了未来的情况。”