在气候研究和建模中，我们应该认识到我们正在处理一个耦合的非线性混沌系统，因此对未来气候状态的长期预测是不可能的。对或错？

错误的。首先，气候变化建模者明白气候建模涉及耦合的、非线性的、混沌系统。我阅读了一些建模论文，因为他们进行气候建模所需的一些数值方法在数学上与我分析集成电路的方法相似。我读过的模拟作品的质量给我留下了深刻的印象。

其次，虽然细节很复杂，但大局其实很简单。将一些水果放入搅拌机中，然后运行搅拌机 10 或 20 秒。你得到了什么？混合水果泥。你怎么会知道？流体与悬浮固体如何混合的物理学非常复杂。但是，热力学第二定律说，如果我们运行搅拌机直到混合物达到平衡，结果将是熵最大化。换句话说，我们知道我们得到了混合的水果泥，尽管很难弄清楚它是如何到达那里的所有细节。

气候变化是相似的。能量是守恒的——这是热力学第一定律，它已经在许多不同的环境中进行了测试，我们可以非常有信心（或者如果你证明气候变化是一个例外，你将成为 21 世纪最著名的科学家）。这意味着地球必须将它接收到的所有能量（主要来自太阳）辐射回太空。

用于黑体辐射的 Boltzmann-Stefan 模型也是一个非常可靠的物理学——我们将它用于从天文学到手机设计的所有领域。这告诉我们，来自太阳的能量主要来自可见波长的光，而地球辐射回太空的能量主要是由深红外线完成的。换句话说，地球比太阳的光球层更冷。

二氧化碳对可见光是透明的——从苏打水或啤酒中冒出的气泡是透明的。CO2 吸收红外线。这也是众所周知的，并在许多领域使用。美国空军在 1950 年代和 1960 年代制作并发布了一些非常详细的 CO2 吸收光谱测量值。这不是推动全球变暖的阴谋的一部分。吸收的有效性大致为大气中 CO2 浓度的对数。这个比较有经验，但它是对空军这些详细表格的合理总结。

现在我们知道地球以可见光的形式接收来自太阳的能量，然后将其重新发射为深红外线，而添加二氧化碳会降低重新发射的速度。如果二氧化碳浓度上升，地球*必须*变暖（平均而言）平衡接收和重新发射能量。几年前，我和我本科时代的一个朋友（加州理工学院）一起解决了这个问题，信封计算的背面说过去 200 年二氧化碳的变化应该使地球温度上升一点一摄氏度。我们的模型被简化了，但它与做细节的专家所说的大致相同。

所有这一切都表明，如果地球的平均温度没有随着 CO2 浓度的大幅增加而上升，那么有人会因弄清楚所有多余热量的去向而出名。

如果我们可以从简单的本科物理学中找出气候变化的存在，那我们为什么还需要气候科学家？因为细节很重要。我们知道地球将整体变暖。在哪里？多少？这将如何影响农业？它将如何影响疾病的传播？哪些物种正面临栖息地的重大变化？什么会灭绝？什么是反馈因素？例如，升高的温度会融化雪。雪能很好地反射阳光，但污垢会吸收光线并将其转化为热量。这将如何影响向大气中添加二氧化碳的影响？气候变化的影响在很大程度上是不可取的，因此我们还需要气候科学家弄清楚我们可以做些什么来减轻变化并缓解正在发生的变化。这就是为什么让在这些问题上工作的科学家比我了解的更多的原因是一件好事。基础物理学告诉我们他们得到的结果与我们预期的一致，这也很好。科学就是拥有可检验和可反驳的假设和理论。气候科学建立在用于许多不同领域的基础科学之上，它非常易于测试，并且通过了这些测试。

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