我国中东部地区将出现大风降温天气，天气预报图多片地区“蓝到发紫”。我们每天关注的天气预报到底是不是气象学家做出来的？研究气候就是做天气预报吗？为什么气候研究难以得到验证？
出品："SELF格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容为中国科学院大气物理研究所黄平演讲实录：
研究气候是做天气预报吗地球气候起源其实是研究地球生物起源和地球文明起源的重要部分，地球气候对整个人类社会的格局有着重要的影响。
我是研究气候的，经常有人问我，研究气候就是做天气预报吗？我们先来看两张最近的气温和降水的天气预报图。
天气预报图
从图中你会发现，过去几天，中国北方的气温明显比南方的气温高，这显然不符合我们对6月气候的一般性认识。所以，气候学家研究的不是最近一两天的天气，而是更长时间尺度上的气候变化。
气候种类
网上有一个关于气候的定义：一个地方多年的天气平均状况。中学时我们就知道，气候被划分成几个部分，比如热带气候、温带气候、高原高山气候等。
其实很早以前我们的祖先就认识到了，气候并不是一成不变的，风“调”雨“顺”的平均气候状态并不易得。据统计，汉代以来，我国不到两年就有一次旱灾，不到三年就有一次涝灾。但古人对气候的理解非常薄弱，只能通过各种形式祈求风调雨顺，比如到天坛祈天，观看星象等。
现在我们知道，影响气候的因素有很多，比如大气、陆地和海洋所包含的各种信号，特别是海洋。海水的热容量很高，变化比较慢，所以海洋存储的地球气候信息能够长时间地影响大气。
如果你穿越回去跟古人说，地球另一边某个海洋的异常会影响我们这边的旱涝情况，古人可能觉得你是鬼怪派来影响他们祈天的。
二战之后世界整体相对稳定，这也让科研人员有机会积累长时间稳定可靠的资料，从大的时间尺度去观察到底气候是如何变化的。
同时，随着计算机和数理方程数值解法的发展，气候学这一原本无法通过实验来开展的学科，逐渐变成了一个可以用数值实验工具来研究的学科。
海上观测、卫星观测和超级计算机观测
1977年和1978年发生了非常强的厄尔尼诺事件，1982年和1983年再次发生强厄尔尼诺事件，这几次事件对全球气候造成了重要的影响。这之后，全球气候学研究迎来了爆发式的发展，人们展开了大量的海上观测、卫星观测和超级计算机的模拟。
观测好像听上去挺简单，就是观察，但所有的观测设备都非常贵，动辄就是上百亿元，所以只有人类文明和工业化能力达到某种程度以后，我们才有能力通过更先进的设备去了解地球，去研究地球。
以前的人们只能用非常简单的数值模式来预测厄尔尼诺，现在我们可以通过各国的大型数值模式对厄尔尼诺进行提前1年的预测，这方面我们已经取得了非常好的成绩，也获得了很大的收益。
二氧化碳导致全球变暖
全球温度持续升高
随着观测的时间越来越长，我们发现，气候除了年与年之间会振荡，最近几十年，还有一个很明显的持续升温的趋势。这种增温趋势在很多自然现象里也有反应。
北极海冰范围明显萎缩
大家看这张图，图中浅蓝色显示的是2018年北极海冰的大致范围，黄线圈起来的部分是1981年北极海冰的范围，两者相比，可以很明显地看到，北极海冰的范围在过去30年里发生了明显的萎缩。
天山冰川面积明显萎缩
大家看这张图，2018年天山冰川面积和2008年、2001年相比，都有了很明显的萎缩。这些都是全球逐渐暖化的表现。
过去30年，气候变暖现象受到人们很大的关注，科学家们分析了所有可能会对气候变化产生影响的因子后发现：现在的气候变化速度非常快，而其他一些如太阳、地球自转轴等影响地球活动变化的因素都没有在短时间内发生如此剧烈的变化。
因此，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2013年的评估报告中得出了一个明确且谨慎的结论：目前发生的气候变暖现象极有有可能是人类自工业革命以来大量排放的二氧化碳所引起的。工业革命以来，人们对能源的利用主要依赖于化石燃料的燃烧，而化石燃料的燃烧必然会往空气中排放二氧化碳。
二氧化碳排放量
一起来看看这张图的相关数据，过去80万年以来，二氧化碳的水平一直在100ppm～200ppm之间，但工业革命以来短短的两三百年，二氧化碳的值就达到了另一个高峰，增加了40%。
温室气体对地球的影响
为什么二氧化碳会对气候造成重要影响呢？太阳会对地球产生辐射，但太阳的温度非常高，它的辐射波长短，温室气体是没法吸收的。
而地球温度比较低，地球发射的辐射波长较长，二氧化碳、甲烷等温室气体可以吸收。据测算，目前二氧化碳等温室气体提供了大概33摄氏度的保温效果。
全球人口分布
或许有朋友会说，对于北方而言，温度升高一点有什么影响呢？没准农作物会长得更好呢。事实果真如此吗？通过这张图，我们可以很清晰地看到，目前全球有一半的人口都居住在沿海60千米以内的范围，人口如此分布主要是由现代工业文明的整体发展状况决定的。
由于沿海居民的密度是内地居民密度的十倍，可以想象，当全球气候变暖，气温升高之后，陆地冰川将会融化，海平面将会上升，随之而来的风暴潮、台风等就会严重影响沿海居民的生活。
“SELF格致论道”讲坛是中国科学院全力推出的科学文化讲坛，致力于精英思想的跨界传播，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办，中国科普博览承办。SELF是Science, Education, Life, Future的缩写，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。关注微信公众号SELFtalks获取更多信息。
本文出品自“SELF格致论道讲坛”公众号（SELFtalks），转载请注明公众号出处，未经授权不得转载。
,
