始頒于1901年的諾貝爾獎是瑞典人阿爾弗雷德 · 諾貝爾奉獻給全人類的寶貴財富，它早已成為瑞典的國寶級名片。一年一度諾獎的頒發(fā)持續(xù)惠及人類福祉，極大地推動了全球科學(xué)、文化和社會的進步，功德無量，功績卓著。氣象學(xué)（大氣科學(xué)）一度被諾獎排除在頒獎領(lǐng)域之外，直到1995年，荷蘭科學(xué)家保羅 · 克魯岑（Paul Crutzen）才成為首位榮膺諾獎的氣象學(xué)家。

氣象學(xué)與大氣科學(xué)

地球是人類賴以生存的家園，人類從未停止過對地球的研究和探索。地球科學(xué)（簡稱地學(xué)）是地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、海洋學(xué)、地球物理學(xué)、氣象學(xué)（大氣科學(xué)）以及與之有關(guān)學(xué)科的總稱。氣象學(xué)因與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)而源遠流長，它涉及地球大氣、海洋、生態(tài)、環(huán)境之間的多維度耦合及其復(fù)雜的演化過程，經(jīng)幾代科學(xué)家的共同努力，在專題研究、模型建立及求解等方面已取得不俗成績，對氣象學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)的認知已獲長足進步。

20世紀中葉，氣象學(xué)已發(fā)展成為以熱力學(xué)和動力學(xué)為基礎(chǔ)的較為完善的數(shù)理科學(xué)。20世紀60年代起，由于研究范圍的拓寬，氣象學(xué)的研究往往要涉及地球各圈層的相互作用以及大氣化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等內(nèi)容，一個涵蓋更為廣泛的名稱——大氣科學(xué)——便應(yīng)運而生。大氣科學(xué)以地球大氣圈作為主要研究對象，同時還涉及與之相關(guān)聯(lián)的水圈（含冰雪圈）、陸圈（含巖石圈）、生物圈和智慧圈（即人類圈），研究大氣的成分、結(jié)構(gòu)、現(xiàn)象以及大氣中各種動力過程、物理過程、化學(xué)過程和反饋機制等，其主要分支學(xué)科有大氣化學(xué)、大氣物理學(xué)（人工增雨雪屬于其研究范疇）、氣候?qū)W、天氣學(xué)、動力氣象學(xué)（數(shù)值天氣預(yù)報、大氣動力學(xué)、大氣熱力學(xué)、大氣環(huán)流和大氣湍流等屬于其分支學(xué)科）、應(yīng)用氣象學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)和雷達氣象學(xué)等，其研究領(lǐng)域已遠超傳統(tǒng)氣象學(xué)的范疇。

在學(xué)術(shù)界，大氣科學(xué)和氣象學(xué)兩個名稱雖然同時并存，且有前者逐漸取代后者的趨勢，但當(dāng)側(cè)重于天氣現(xiàn)象和天氣預(yù)報等傳統(tǒng)氣象學(xué)范疇時，學(xué)者們習(xí)慣上仍稱其為氣象學(xué)。

世界氣象組織（WMO）成立于1950年3月23日，總部設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦，其前身是1873年成立的國際氣象組織（IMO）。1951年12月20日，世界氣象組織成為聯(lián)合國專門機構(gòu)之一。1960年6月，世界氣象組織執(zhí)行理事會通過決議，把每年的3月23日定為“世界氣象日”。世界氣象組織負責(zé)頒發(fā)國際氣象組織獎，表彰全球在氣象學(xué)領(lǐng)域（1971年起新增作業(yè)水文學(xué)領(lǐng)域）作出卓越成就者，始頒于1956年，每年頒獎一次，通常每次只頒獎給1人。中國科學(xué)家葉篤正、秦大河和曾慶存先后榮膺2003年、2008年和2016年國際氣象組織獎。美國氣象學(xué)會（AMS）成立于1919年12月29日，總部設(shè)于波士頓。

數(shù)值天氣預(yù)報的問世

天氣預(yù)報與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。數(shù)值天氣預(yù)報（NWP）是人類20世紀最偉大的科學(xué)成就之一。英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和氣象學(xué)家路易斯 · 理查森（Lewis Richardson）發(fā)展了求解偏微分方程組的有限差分法，借此完成世界上首次“手工數(shù)值天氣預(yù)報”，進而撰寫出該領(lǐng)域首部學(xué)術(shù)專著《數(shù)值過程天氣預(yù)報》（Weather Prediction by Numerical Processes，1922）并催生了專用術(shù)語“數(shù)值天氣預(yù)報”。

1946年8月29—30日，美國籍匈牙利裔數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和計算科學(xué)家約翰 · 馮 · 諾伊曼（John von Neumann，1937年9月10日入籍美國）在普林斯頓高等研究院（IAS）主持召開了全球首次NWP學(xué)術(shù)會議，這次會議對現(xiàn)代氣象學(xué)的發(fā)展具有舉足輕重的作用。

1946年夏，美國氣象學(xué)家、芝加哥學(xué)派重要成員朱爾 · 查尼（Jule Charney，1971年國際氣象組織獎得主）以論文《斜壓西風(fēng)氣流中的長波動力學(xué)》獲加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）物理學(xué)（流體力學(xué)）哲學(xué)博士學(xué)位，這是作者創(chuàng)建由溫帶氣旋發(fā)展而來的斜壓不穩(wěn)定理論的肇始，斜壓不穩(wěn)定是氣旋波（即鋒面波動）產(chǎn)生的主因。羅斯貝是全球首次NWP學(xué)術(shù)會議的協(xié)助者，他慧眼識珠、愛才若渴，鼎力舉薦剛剛獲得博士學(xué)位的查尼與會。1948年9月，隨著查尼正式入職IAS，普林斯頓高等研究院NWP研發(fā)小組便正式形成。

1950年4月4日，經(jīng)過一年多的攻關(guān)，以查尼為首席技術(shù)官（CTO）的科學(xué)家們利用簡化后的單層正壓渦度方程二維模型，借助世界上首臺電子計算機ENIAC（1946年2月14日正式交付使用）成功求解經(jīng)過濾波近似后的非線性偏微分方程組，首次得到北美上空500百帕位勢高度場的24小時數(shù)值天氣預(yù)報形勢圖。因ENIAC在運行中出現(xiàn)故障而耽擱了時間，導(dǎo)致運行時間超出預(yù)期而成為事后模擬預(yù)報，但效果良好，這標志著NWP已研發(fā)成功。自此，氣象學(xué)由定性邁入定量科學(xué)，這是一個劃時代的里程碑式成就。

1950年11月，查尼、朗納 · 弗約托夫特（Ragnar Fj?rtoft，1991年國際氣象組織獎得主）和馮 · 諾伊曼聯(lián)合署名，在斯德哥爾摩出版的著名地球物理學(xué)季刊《大地》（Tellus）上正式發(fā)表學(xué)術(shù)論文《正壓渦度方程的數(shù)值積分》，這是NWP領(lǐng)域的開創(chuàng)性文獻和經(jīng)典之作。

威廉 · 皮耶克尼斯（Vilhelm Bjerknes）是NWP理論的真正創(chuàng)始人，被譽為“現(xiàn)代天氣預(yù)報之父”。路易斯 · 理查森是NWP的首個實驗者，馮 · 諾伊曼因組織領(lǐng)導(dǎo)完成NWP研發(fā)而被譽為“現(xiàn)代數(shù)值天氣預(yù)報之父”，查尼則享有“現(xiàn)代動力氣象學(xué)之父”的美譽。

1954年日本開始NWP研究，1959年6月1日以單層正壓模式成功實現(xiàn)實時NWP，這是繼瑞典（1954年12月1日）和美國（1955年5月6日）之后的第三個國家。

與諾獎失之交臂的氣象學(xué)大師

氣象學(xué)（大氣科學(xué)）一度被諾獎排除在頒獎領(lǐng)域之外，從而導(dǎo)致諸多世界級氣象學(xué)大師與諾獎失之交臂。

一、挪威地球物理學(xué)家、氣象學(xué)家和海洋學(xué)家威廉 · 皮耶克尼斯：氣象學(xué)著名學(xué)派卑爾根學(xué)派（又稱挪威學(xué)派、北歐學(xué)派，1917年創(chuàng)立）創(chuàng)始人。1898年首創(chuàng)理想流體渦旋運動的環(huán)流定理。1904年率先提出天氣預(yù)報的中心問題（即天氣預(yù)報是描述大氣運動的數(shù)學(xué)方程組的解），構(gòu)建出大氣運動的偏微分方程組，標志著數(shù)理氣象學(xué)的問世，奠定了數(shù)值天氣預(yù)報和大氣數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)。在12個年度內(nèi)，終生共獲26人次（1923年和1924年各1人次，1926年2人次，1929年1人次，1936年2人次，1937年3人次，1938年4人次，1939年2人次，1940年4人次，1942年2人次，1944年3人次，1945年1人次）諾貝爾物理學(xué)獎提名。

二、美國籍挪威裔氣象學(xué)家雅各布 · 皮耶克尼斯（Jacob Bjerknes，1946年4月12日入籍美國）：威廉 · 皮耶克尼斯長子。卑爾根學(xué)派重要成員，對現(xiàn)代天氣學(xué)和大氣動力學(xué)的發(fā)展貢獻良多。1919年2月，發(fā)表溫帶氣旋結(jié)構(gòu)及其動力學(xué)成因方面的經(jīng)典論文《移動性氣旋的結(jié)構(gòu)》，率先描述了溫帶氣旋各階段的生命周期，在此基礎(chǔ)上建立起鋒面氣旋模型并豐富發(fā)展為著名的極鋒理論。雅各布 · 皮耶克尼斯是1959年國際氣象組織獎得主，截至1970年，在5個年度內(nèi)共獲10人次（1928年和1936年各1人次，1937年和1938年各3人次，1939年2人次）諾貝爾物理學(xué)獎提名。

卑爾根學(xué)派在20世紀大氣科學(xué)發(fā)展中貢獻卓著，對現(xiàn)代氣象學(xué)影響深遠。極鋒理論即鋒面氣旋發(fā)展的波動學(xué)說是卑爾根學(xué)派創(chuàng)建的經(jīng)典核心理論。該理論根據(jù)極地氣團和熱帶氣團的相互作用，以及分隔這些氣團的不連續(xù)面（即鋒面）的性質(zhì)來解釋溫帶氣旋的生成和發(fā)展，為分析和預(yù)報1～2天后的天氣變化奠定了理論基礎(chǔ)。冷暖鋒是卑爾根學(xué)派提出的標志性概念。1919年夏，羅貝斯提議采用紅色標注“暖鋒”，藍色標注“冷鋒”，與此前的標注顏色互換，這種標注方式沿用至今。

三、瑞典氣象學(xué)家托爾 · 伯杰龍（Tor Bergeron）：卑爾根學(xué)派重要成員。在1919年11月18日的天氣圖上首次發(fā)現(xiàn)錮囚現(xiàn)象并描繪出錮囚鋒（此說學(xué)術(shù)界尚存爭議），提出氣旋錮囚理論，使鋒面氣旋的生命周期更加完整，充實和完善了天氣學(xué)分析方法。1933年9月17—26日，第五屆國際大地測量學(xué)和地球物理學(xué)聯(lián)合會（IUGG）在里斯本召開，伯杰龍在大會上首先提出冷云降水機制（即冰晶效應(yīng)），刊載其論文《云和降水物理學(xué)》的會議論文集遲至1935年才正式出版，后發(fā)展為著名的魏格納-伯杰龍-芬德森（Wegener，1911 ；Bergeron，1935 ； Findeisen，1938）過程，即WBF過程，為人工降雨雪和人工消散冷云提供了理論依據(jù)。因伯杰龍對冷云降水理論的貢獻最大，故WBF過程又簡稱伯杰龍過程。伯杰龍是1966年國際氣象組織獎得主，截至1970年，在4個年度內(nèi)共獲9人次（1928年1人次，1937年和1938年各3人次，1939年2人次）諾貝爾物理學(xué)獎提名。

科學(xué)地進行人工影響天氣實驗始于1946年，由通用電氣公司（GE）美國化學(xué)家和物理學(xué)家朗繆爾（1932年諾貝爾化學(xué)獎得主）及其助手文森特 · 謝弗（Vincent Schaefer）等人實施完成。1946年7月12日，謝弗向用作云室的冰箱內(nèi)放入一大塊干冰試圖降溫，意外發(fā)現(xiàn)冰箱中的冷云瞬間就變成了數(shù)量極多的微小冰晶。同年11月13日，朗繆爾團隊通過野外實驗證實了WBF過程的可行性，這是人工影響天氣（降雪）實驗的首次成功。這項基于WBF過程的技術(shù)被稱作“播云”，即利用飛機或高射炮在濃而厚的積雨云（由積云發(fā)展而來）中播撒干冰或碘化銀。1947年2月28日，通用電氣公司和美國軍方簽訂了一份為期5年的合同——卷云計劃（Project Cirrus）。該計劃以人工影響天氣為核心內(nèi)容，主要包括削弱颶風(fēng)、增加降水和減少森林火災(zāi)等，共進行過約250項實驗。卷云計劃仍由朗繆爾團隊組織實施，1947年最重要的工作是通過播云進行人工影響颶風(fēng)實驗，因10月13日的颶風(fēng)在播云6小時后突然調(diào)轉(zhuǎn)方向而造成災(zāi)難性后果。1948年10月，朗繆爾團隊在新墨西哥州進行了兩次播云實驗，10月14日的第2次實驗取得顯著成效，通過播云引起自我傳播風(fēng)暴，在10多萬平方千米（約相當(dāng)于新墨西哥州面積的1/3）的地區(qū)產(chǎn)生了降雨，故1948年通常被認為是真正以科學(xué)方法成功實現(xiàn)人工降雨的年份。卷云計劃在1952年寫出報告后結(jié)束，包括人工增雨雪在內(nèi)的人工影響天氣實驗，總體效果不盡如人意。

四、挪威氣象學(xué)家哈爾沃 · 索爾伯格（Halvor Solberg）：卑爾根學(xué)派重要成員。早年致力于理論氣象學(xué)研究，主要關(guān)注氣流摩擦。流體內(nèi)部慣性波研究先驅(qū)，極鋒氣象學(xué)理論體系的主要創(chuàng)建者之一。1922年9月，雅各布 · 皮耶克尼斯和索爾伯格聯(lián)名發(fā)文《氣旋的生命周期和大氣環(huán)流的極鋒理論》指出，極地空氣與熱帶空氣之間存在極鋒，近極地氣流和相鄰熱帶氣流之間的邊界上存在氣旋族。所獲諾貝爾物理學(xué)獎提名情況與伯杰龍完全相同。

五、美國籍瑞典裔氣象學(xué)家卡爾-古斯塔夫 · 羅斯貝（Carl-GustafRossby，1938年入籍美國）：卑爾根學(xué)派重要成員，氣象學(xué)著名學(xué)派芝加哥學(xué)派（1941年創(chuàng)立）創(chuàng)始人。20世紀最具影響力和最具創(chuàng)新力的氣象學(xué)家?，F(xiàn)代氣象學(xué)和海洋學(xué)的開拓者，被譽為“現(xiàn)代氣象學(xué)之父”。1939年提出大氣長波理論并于翌年導(dǎo)出以長波位勢渦度（簡稱位渦）守恒定律為主的位渦理論，尤以發(fā)現(xiàn)行星波（臨界波長約為5000千米）而聞名，后被命名為“羅斯貝波”。在大氣動力學(xué)等方面作出過許多開創(chuàng)性貢獻，特別是引進大氣波動和大氣渦動等概念，把大尺度長波運動和復(fù)雜的鋒面氣旋分離開來，為全面認知大氣運動和解決天氣預(yù)報中的某些關(guān)鍵技術(shù)鋪平了道路。1956年12月17日，羅斯貝的畫像——作者是插畫大師鮑里斯 · 阿茨巴舍夫（Boris Artzybasheff）——登上了美國《時代》周刊封面，風(fēng)光一時。羅斯貝榮獲美國氣象學(xué)會頒發(fā)的1953年“杰出科學(xué)成就獎”（后被追溯為第2屆羅斯貝研究獎?wù)拢?，?957年國際氣象組織獎得主。終生僅獲1957年1次諾貝爾物理學(xué)獎提名。

地形和熱源被認為是激發(fā)和維持準靜止行星波（定常波）的最主要原因。準地轉(zhuǎn)理論是長波理論的重要基礎(chǔ)，利用它可證明大氣高空的長波是渦旋波。

六、美國數(shù)學(xué)家和氣象學(xué)家愛德華 · 洛倫茲（Edward Lorenz）：1955年提出有效位能概念并指出它是維持大氣環(huán)流的主要能量，解決了當(dāng)時困惑國際氣象學(xué)界的重大技術(shù)難題。1956年4月，美國理論氣象學(xué)家諾曼 · 菲利普斯（Norman Phillips）采用兩層模式首次模擬了大氣環(huán)流。1963年3月，愛德華 · 洛倫茲發(fā)表混沌理論的開山之作《確定性的非周期流》（Deterministic Nonperiodic Flow），提出著名的洛倫茲方程，標志著非線性科學(xué)的誕生，被譽為“混沌理論之父”。1969年在混沌理論的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)蝴蝶效應(yīng)，同年明確逐日短期天氣預(yù)報存在可預(yù)報性上限（2周左右）。洛倫茲是1983年克拉福德獎地球科學(xué)獎、1991年京都獎基礎(chǔ)科學(xué)獎和2000年國際氣象組織獎得主。

非線性科學(xué)是一門研究各種非線性現(xiàn)象共性的新興交叉學(xué)科。混沌理論（1963）、孤立子理論（1965）和分形理論（1975）構(gòu)成非線性科學(xué)的三大前沿理論。

七、中國氣象學(xué)家葉篤正：中國現(xiàn)代氣象學(xué)奠基人，中國大氣物理學(xué)創(chuàng)始人和全球氣候變化研究的開拓者。開創(chuàng)青藏高原氣象學(xué)，創(chuàng)立大氣平面羅斯貝長波能量頻散理論（1949）。創(chuàng)建東亞大氣環(huán)流的季節(jié)突變理論并借此成就榮膺1987年國家自然科學(xué)獎一等獎。葉篤正是2003年國際氣象組織獎和2005年國家最高科學(xué)技術(shù)獎得主。

值得一提的是，地球科學(xué)重要分支地球物理學(xué)也一度被諾獎排除在頒獎領(lǐng)域之外，故大陸漂移學(xué)說之父，德國地球物理學(xué)家、氣象學(xué)家和探險家阿爾弗雷德 · 魏格納（Alfred Wegener）亦與諾獎無緣。

經(jīng)查詢諾獎官網(wǎng)提名數(shù)據(jù)庫，魏格納（1930年50歲時在格陵蘭島考察冰原的歸途中，因遭遇暴風(fēng)雪襲擊不幸遇難）和馮 · 諾伊曼（1957年54歲時因胰腺癌和骨癌英年早逝）終生未獲諾獎提名。截至1970年，查尼、愛德華 · 洛倫茲和葉篤正亦未獲諾獎提名。

氣象學(xué)（大氣科學(xué)）成就與諾獎

因大氣中CO2濃度增加而引起的溫室效應(yīng)是導(dǎo)致全球變暖的罪魁禍首。1824年，法國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家約瑟夫 · 傅立葉（Joseph Fourier）首先從理論上提出“溫室效應(yīng)”的存在。1859年，愛爾蘭物理學(xué)家約翰 · 廷德爾（John Tyndall）將溫室效應(yīng)與大氣中的特定氣體聯(lián)系起來，他利用實驗數(shù)據(jù)驗證了水蒸氣和CO2是吸收太陽輻射的主要成分。事實上，三年前的1856年，美國科學(xué)愛好者尤妮斯 · 富特（Eunice Foote）女士已得出與廷德爾類似的結(jié)論，只因性別歧視而被長期埋沒。1896年，瑞典物理化學(xué)家阿倫尼烏斯（1903年諾貝爾化學(xué)獎得主）發(fā)表2篇經(jīng)典論文，創(chuàng)建大氣CO2對地表溫度影響的首個溫室效應(yīng)模型，對溫室效應(yīng)的研究作出重大貢獻。1975年8月8日，美國地球化學(xué)家華萊士 · 布勒克（Wallace Broecker，氣候科學(xué)教父或鼻祖）在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文《氣候變化：我們是否正處于全球變暖的邊緣？》，這是“全球變暖”一詞首次出現(xiàn)在科學(xué)文獻中（該詞1957年曾最早出現(xiàn)在報紙的新聞報道中），隨即這一專業(yè)術(shù)語便迅速得以普及并變得家喻戶曉。布勒克與中國地球環(huán)境科學(xué)家劉東生分享2002年泰勒環(huán)境成就獎。2014年《自然-氣候變化》雜志曾發(fā)文指出：在全球變暖的大背景下，超強厄爾尼諾事件的發(fā)生頻率將顯著增加。

1951年4月，李政道（1957年諾貝爾物理學(xué)獎得主）在《二維和三維流體中湍流的差異》一文中闡明了湍流學(xué)中的一條重要定理：二維空間中沒有湍流，湍流只能發(fā)生在三維空間中。因必須有與地面相垂直的第三維氣流才會產(chǎn)生颶風(fēng)，故李政道的這一研究成果為準確預(yù)報颶風(fēng)提供了重要的理論依據(jù)。李政道的這一重要成果當(dāng)時就吸引了馮 · 諾伊曼的注意和推崇。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）以及美國第45任副總統(tǒng)、環(huán)境學(xué)家和環(huán)保主義者艾伯特 · 戈爾（Albert Arnold Core，Jr.）“因在構(gòu)建和傳播人為氣候變化知識方面所付出的努力，并為應(yīng)對這種變化采取所需措施奠定基礎(chǔ)”而分享2007年諾貝爾和平獎。IPCC成立于1988年11月，總部設(shè)在日內(nèi)瓦。1988—1997年，瑞典氣象學(xué)家伯特 · 博林（Bert Bolin，1981年國際氣象組織獎得主，獨享1988年泰勒環(huán)境成就獎）出任IPCC創(chuàng)始主席。迄今，IPCC已先后6次（1990年、1995年、2001年、2007年、2014年和2022年）發(fā)布評估報告，這些報告是國際社會認識和了解全球氣候變化的主要科學(xué)依據(jù)。1992年5月9日（同年6月4日開放簽署），聯(lián)合國政府間談判委員會在巴西里約熱內(nèi)盧達成《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，1994年3月21日起生效。1997年12月11日，聯(lián)合國氣候變化大會（始于1995年的年度大會，2020年因新冠疫情而停辦1次）締約方會議COP3達成《京都議定書》，建立起減排溫室氣體的三個靈活合作機制：排放貿(mào)易機制（ET）、聯(lián)合履行機制（JI）和清潔發(fā)展機制（CDM），2005年2月16日起生效。2007年12月15日，締約方會議COP13通過“巴厘路線圖”。2009年12月19日，締約方會議COP15試圖通過《哥本哈根協(xié)議》，但遭遇失敗。2015年12月12日，締約方會議COP21終于達成《巴黎協(xié)定》，2016年11月4日起生效，以取代2012年12月31日起已失效的《京都議定書》。戈爾是環(huán)保紀錄片《難以忽視的真想》的編劇兼主演，該片榮獲第79屆奧斯卡金像獎最佳紀錄片獎，喚起了民眾對全球變暖問題的關(guān)切和重視。

美國經(jīng)濟學(xué)家諾德豪斯（William Nordhaus）“因?qū)夂蜃兓{入長期宏觀經(jīng)濟分析”而榮獲2018年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。諾德豪斯的獲獎極大地振奮了氣候變化經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者以及與地理空間研究有關(guān)的空間經(jīng)濟學(xué)、地理學(xué)和空間分析等相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者。頒獎機構(gòu)瑞典皇家科學(xué)院高度評價諾德豪斯揭示氣候與經(jīng)濟長期相互作用的綜合評估模型（IAM）、氣候-經(jīng)濟動態(tài)綜合評估模型（DICE）及其區(qū)域版——區(qū)域氣候-經(jīng)濟綜合評估模型（RICE）。諾德豪斯將氣候變化納入經(jīng)濟增長模式研究中且將空間作為氣候變化經(jīng)濟研究的重要因素，從而開創(chuàng)了氣候變化經(jīng)濟學(xué)和空間經(jīng)濟學(xué)，并首倡以碳稅為代表的價格調(diào)節(jié)機制，碳排放權(quán)交易市場應(yīng)運而生。

隨著諾獎頒獎領(lǐng)域逐漸拓寬，1995年荷蘭大氣化學(xué)家和氣象學(xué)家保羅 · 克魯岑以大氣化學(xué)成就（有關(guān)臭氧的形成和分解機制的開創(chuàng)性研究）榮幸成為首位贏得諾獎的氣象學(xué)家。遲至2021年，直接以氣候?qū)W和氣象學(xué)成就贏得諾獎的科學(xué)家（真鍋淑郎和哈塞爾曼）才終于出爐。

2021年10月5日（周二），瑞典皇家科學(xué)院宣布將當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國籍日本裔普林斯頓大學(xué)氣象學(xué)家和氣候?qū)W家真鍋淑郎（1975年9月15日入籍）、德國馬普學(xué)會氣象研究所 （漢堡）海洋學(xué)家和氣候建模師哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）、意大利羅馬大學(xué)理論物理學(xué)家帕里西（Giorgio Parisi），前兩位均享當(dāng)年1000萬瑞典克朗諾獎獎金的一半，表彰他倆“因?qū)Φ厍驓夂蜻M行物理建模，量化其可變性，并可靠地預(yù)測了全球變暖”。帕里西也曾做過氣候?qū)W方面的研究。

1967年5月，真鍋淑郎和美國氣候模擬學(xué)者理查德 · 韋瑟爾德（Richard Wetherald，1936—2011）合作發(fā)表氣候?qū)W經(jīng)典論文《給定相對濕度分布的大氣熱平衡》，基于簡化模式的CO2濃度增倍實驗，研發(fā)出可根據(jù)物理定律在計算機上模擬和預(yù)測全球氣候變化的氣候數(shù)值模型，首次闡明大氣中CO2濃度對氣候變化的敏感性，基本終結(jié)了關(guān)于CO2是否導(dǎo)致全球變暖的持久爭論，這項工作衍生出的現(xiàn)代氣候變化機制對溫室效應(yīng)理論的發(fā)展起到了承前啟后的關(guān)鍵作用并促成IPCC誕生。氣候變化研究離不開海洋，1969年真鍋淑郎等人發(fā)表了首個耦合海洋和大氣的地球氣候數(shù)值模擬結(jié)果，1975年采用新的耦合海氣模式完善并驗證了CO2增倍實驗。20世紀60—70年代，真鍋淑郎領(lǐng)導(dǎo)了地球氣候物理模型的研發(fā)，從一維輻射對流模型升級到三維大氣動力模型，三維模型又從“平板海洋”氣候模式拓展到“動力海洋”耦合海氣模式，這些數(shù)值氣候模型是IPCC評估氣候變化和未來氣候預(yù)估的重要工具。自2002年起，真鍋淑郎參與日本的地球模擬器項目，通過超級計算機模擬氣候變化。

真鍋淑郎從1967年36歲時首次發(fā)表獲獎關(guān)鍵論文到90歲高齡時才得以榮獲諾獎，授獎時滯（時間間隔）長達54年5個月，僅略短于羅杰 · 彭羅斯（2020年諾貝爾物理學(xué)獎得主）創(chuàng)紀錄的55年9個月和佩頓 · 勞斯（1966年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主）的55年6個月。

哈塞爾曼早年主要從事流體動力學(xué)研究，致力于開發(fā)海浪和洋流的觀測和理論模型。1976年開發(fā)出描述氣候變化的隨機氣候模型（后被命名為哈塞爾曼模型），把長時間尺度的氣候變化解釋為短時間尺度的天氣過程的“累積”，可完美地解釋自然氣候變率，從而在混沌隨機的天氣過程和穩(wěn)定的氣候變化之間架起了橋梁。哈塞爾曼機制和洛倫茲機制現(xiàn)并稱為可解釋氣候系統(tǒng)自然變率的兩大機制，后者認為混沌性的短期天氣變率自身就可以產(chǎn)生氣候事件尺度的變率。1979年，哈塞爾曼以創(chuàng)造性的方法提出包括溫室氣體在內(nèi)的影響因子會在氣候變化序列中留下特定印跡的“指紋”信號，通過分離出這種“指紋”，可檢測出人類活動對氣候變化的影響，這是科學(xué)家們開展氣候變化檢測歸因研究的理論基礎(chǔ)，這種最優(yōu)指紋法已被用來證實大氣溫度升高是由人類排放CO2造成的。哈塞爾曼的上述兩項重大原創(chuàng)性研究成果對定量估算人類活動在氣候變化中的貢獻十分關(guān)鍵。鑒于社會公眾的需求，哈塞爾曼甚至開發(fā)出耦合氣候經(jīng)濟模型來確定減緩氣候變化的排放路徑。

真鍋淑郎和哈塞爾曼作出的最重大的原創(chuàng)性貢獻就是奠定了地球氣候模型的基礎(chǔ)，并因此而雙雙榮膺諾獎。

縱觀上述，由于大氣科學(xué)家群體的持續(xù)努力，不斷取得重大研究成果，終得到諾獎頒獎機構(gòu)的青睞。諾獎頒發(fā)給大氣科學(xué)（氣象學(xué)）領(lǐng)域，對促進大氣科學(xué)的發(fā)展和拓展其影響力無疑會起到積極作用。

本文作者朱安遠是北京金自天正智能控制股份有限公司高級工程師，諾獎研究者