Nobel 2021 w dziedzinie fizyki za 'fizyczne modelowanie klimatu Ziemi'

Modele meteorologiczne stanowi─ů klucz do zrozumienia zachodz─ůcej wsp├│┼écze┼Ťnie zmiany klimatu. Tegoroczne nagrody Nobla dowodz─ů, ┼╝e skomplikowany system klimatyczny Ziemi mo┼╝na skutecznie bada─ç i z du┼╝ym prawdopodobie┼ästwem prognozowa─ç jego stan w przysz┼éo┼Ťci. W uzasadnieniu wyboru zwr├│cono uwag─Ö na ÔÇ×prze┼éomowy wk┼éad odkry─ç w nasze zrozumienie z┼éo┼╝onych system├│w fizycznychÔÇŁ.

Modele meteorologiczne stanowi─ů klucz do zrozumienia zachodz─ůcej wsp├│┼écze┼Ťnie zmiany klimatu. Tegoroczne nagrody Nobla dowodz─ů, ┼╝e skomplikowany system klimatyczny Ziemi mo┼╝na skutecznie bada─ç i z du┼╝ym prawdopodobie┼ästwem prognozowa─ç jego stan w przysz┼éo┼Ťci. W uzasadnieniu wyboru zwr├│cono uwag─Ö na ÔÇ×prze┼éomowy wk┼éad odkry─ç w nasze zrozumienie z┼éo┼╝onych system├│w fizycznychÔÇŁ.

Kr├│lewska Szwedzka Akademia Nauk w 2021 r. uhonorowa┼éa Nagrod─ů Nobla w dziedzinie fizyki trzech naukowc├│w: Syukuro Manabego z Uniwersytetu Princeton w USA, Klausa Hasselmanna z hamburskiego Instytutu Meteorologii im. Maxa Plancka w Niemczech oraz Giorgia Parisiego z Uniwersytetu Sapienza w Rzymie. Po┼éow─ů nagrody w wysoko┼Ťci 10 mln koron, czyli ok. 980 tys. euro, podziel─ů si─Ö Manabe i Hasselmann, kt├│rzy zostali wyr├│┼╝nieni za ÔÇ×fizyczne modelowanie klimatu Ziemi, kwantyfikacj─Ö zmienno┼Ťci i wiarygodne przewidywanie globalnego ociepleniaÔÇŁ. Druga cz─Ö┼Ť─ç nagrody przypad┼éa Parisiemu ÔÇ×za odkrycie wzajemnego oddzia┼éywania nieporz─ůdku i fluktuacji w uk┼éadach fizycznych od skali atomowej do planetarnejÔÇŁ.

Syukuro Manabe jest jednym z pierwszych naukowc├│w, kt├│ry w latach 60. rozpocz─ů┼é badania nad zmienno┼Ťci─ů klimatu. By┼é pionierem wykorzystania komputer├│w w analizach klimatycznych i modelowaniu. W swoich pracach wykaza┼é, ┼╝e zwi─Ökszaj─ůcy si─Ö poziom dwutlenku w─Ögla w atmosferze prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni Ziemi. Jego odkrycia po┼éo┼╝y┼éy podwaliny pod rozw├│j obecnych modeli klimatycznych.

Badania nad wp┼éywem dzia┼éalno┼Ťci cz┼éowieka na temperatur─Ö Ziemi prowadzi┼é w latach 60. i 70. r├│wnie┼╝ Klaus Hasselmann. Jako pierwszy stworzy┼é model ┼é─ůcz─ůcy pogod─Ö i klimat, dzi─Öki czemu udowodni┼é, ┼╝e modelowanie klimatyczne mo┼╝e by─ç wiarygodne pomimo chaotycznej natury pogody.

Z kolei Giorgio Parisi od lat 80. zajmuje si─Ö kwantow─ů teori─ů pola, mechanik─ů statystyczn─ů i uk┼éadami z┼éo┼╝onymi. Jego odkrycia pozwoli┼éy zrozumie─ç i opisa─ç wiele r├│┼╝nych i pozornie ca┼ékowicie przypadkowych materia┼é├│w i zjawisk, nie tylko w fizyce, ale tak┼╝e w innych, bardzo r├│┼╝nych dziedzinach, takich jak matematyka, biologia, neuronauka i uczenie maszynowe. Parisi skupi┼é si─Ö w swoich badaniach na tzw. szkle spinowym ÔÇô materiale magnetycznym, kt├│ry wykazuje lokalne uporz─ůdkowanie spin├│w (moment├│w magnetycznych), lecz nie posiada wypadkowego momentu magnetycznego. Naukowiec odkry┼é ukryte wzorce, kt├│re wyja┼Ťniaj─ů to zachowanie.

ÔÇ×Dla Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB tegoroczna nagroda Nobla jest szczeg├│lnym wydarzeniem. To pierwszy przypadek uhonorowania tak presti┼╝owym wyr├│┼╝nieniem ÔÇ×modelarzaÔÇŁ, jak nazywaj─ů nas ÔÇô specjalist├│w od modelowania matematycznego pogody ÔÇô synoptycy. I dzieje si─Ö to w roku trzydziestolecia jubileuszu rozwoju numerycznych modeli w Polsce. Czujemy si─Ö jako ┼Ťrodowisko docenieni, ┼╝e po dekadach odkry─ç w tej dziedzinie, ta wyj─ůtkowa nagroda trafi┼éa do ludzi, kt├│rzy stworzyli podwaliny nowoczesnych modeli meteorologicznych i klimatycznych. Opracowane przez Syukuro Manabe, i wsp├│┼épracuj─ůce z nim zespo┼éy, jednowymiarowy model atmosfery w r├│wnowadze radiacyjno-konwekcyjnej z dodatnim sprz─Ö┼╝eniem zwrotnym pary wodnej oraz sprz─Ö┼╝ony model ocean-atmosfera, pozwoli┼éy na budow─Ö globalnego modelu cyrkulacji atmosfery. Dzi─Öki tym modelom odkryto, ┼╝e w odpowiedzi na zmian─Ö koncentracji dwutlenku w─Ögla w atmosferze, temperatura wzrasta przy powierzchni Ziemi i w troposferze, natomiast obni┼╝a si─Ö w stratosferze. Opracowanie modelu radiacyjno-konwekcyjnego by┼éo niezwykle wa┼╝nym krokiem w kierunku stworzenia kompleksowego modelu og├│lnej cyrkulacji atmosfery, kt├│r─ů obecnie wykorzystujemy w modelowaniu meteorologicznym i klimatycznym, a w ostatnich latach r├│wnie┼╝ w modelach pogody planet Uk┼éadu S┼éonecznego, a nawet egzoplanetÔÇŁ. ÔÇô skomentowa┼é przyznanie nagrod─Ö prof. Mariusz Figurski, Dyrektor Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB.

Manabe, Hasselmann i Parisi wykorzystali z┼éo┼╝on─ů matematyk─Ö, by wyja┼Ťni─ç i przewidzie─ç chaotyczno┼Ť─ç si┼é natury w symulacjach komputerowych czyli w modelowaniu. Dzi─Öki ich osi─ůgni─Öciom, dzi┼Ť jeste┼Ťmy w stanie prognozowa─ç prawdopodobne zmiany w klimacie Ziemi z kilkudziesi─Öcioletnim wyprzedzeniem. W swoim wyst─ůpieniu Giorgio Parisi zwr├│ci┼é uwag─Ö na ÔÇ×konieczno┼Ť─ç pilnych i zdecydowanych decyzji w walce ze zmianami klimatycznymiÔÇŁ. Podkre┼Ťli┼é r├│wnie┼╝, ┼╝e ÔÇ×przysz┼éo┼Ť─ç pokole┼ä zale┼╝y od naszych dzia┼éa┼ä tu i terazÔÇŁ.

Źródło: IMGW