气候变化科学家不喜欢使用“预测”这个词。相反，随着海平面上升，野火席卷西方，飓风变得更加凶猛，他们正在对地球的未来做出“预测”。
这是有原因的。
在一个充斥着关于医学、政治、气候以及几乎所有其他信息的错误信息的世界里，科学家的部分工作现在包括向公众传授科学是如何运作的。说服公众对科学有信心意味着对未来做出精确的、可衡量的计划。
他们必须克服一个大问题:你真的能准确预测地球在50年或100年后的样子吗?
气候科学家认为他们可以，基于过去50年的气候科学已经被证明是准确的。未来学家，比如贾迈斯·卡西欧(Jamais Cascio)，他是未来研究所(Institute for the Future)的杰出研究员，这是一家总部位于硅谷的非营利预见组织。他通过研究当前的趋势和现有的数据，为未来规划出可能的结果。
今天，卡西欧的很多工作都围绕着气候变化，帮助人们为未来做好准备，并为全球变暖做出明智的决定。
“世界上的每一件事，”卡西欧说，“未来的每一个结果都必须通过气候的透镜来检验。”
在未来，气候变化可能只会变得更糟。但情况会变得多糟呢?
科学家依赖气候模型已经有50多年了。对于不是科学家的人来说，理解这些预测中的计算是很有挑战性的。那么，到底什么是气候模型呢?
气象学家可以根据天气数据和使用湿度、温度、气压、风速以及其他当前大气、陆地和海洋状况的预测模型，对未来一小时甚至一周的天气做出预测。但就气候而言，一个特定地区几十年来的平均天气，则有点难以预测和理解。
作为天气预报的一种延伸，气候模型将更多的大气、陆地和海洋条件考虑在内，从而做出更长期的预测。利用数学方程和数以千计的数据点，这些模型创建了地球物理条件的表征和当前气候的模拟。
气候模型预测未来几十年一个地区的平均条件将如何变化，以及在人类记录之前气候是如何出现的。
研究人员就可以了解这些变化的条件如何影响地球，这对了解气候变化尤其有用，湾区环境研究中心“突破研究所”(Breakthrough Institute)的气候和能源主任、气候科学家齐克·豪斯父亲(Zeke Hausfather)说。
豪斯费德说:“也许最重要的(目的)是试图表明，随着世界继续排放二氧化碳和其他温室气体，可能会发生哪些类型的变化。”
第一个气候模型是50多年前在气候科学的早期发展起来的，它帮助科学家测量海洋和大气如何相互作用来影响气候。该模型预测了温度变化以及海洋和大气洋流的变化如何导致气候变化。
如今，这些模型要复杂得多，在一些世界上最强大的超级计算机上运行。十年前，大多数模型把世界分成250公里的部分，但现在模型的面积是100平方公里。当模拟的规模更小时，就会出现更多的区域性模式。
NASA高级气候顾问加文·a·施密特(Gavin a . Schmidt)说，“人们并不是在画一幅温度和二氧化碳的图，然后在其中画一条线，然后据此推断未来。”
通过这些技术的进步，这些模型在科学家了解过去、现在和未来的气候方面变得更加有用。
“幸运的是，他们没有做得那么糟糕，”施密特说。
所有这些都是为了说服公众和企业采取行动。
皮尤研究中心(Pew Research Center) 2020年的一项调查显示，大多数美国人已经注意到了周围气候变化的影响。但是，卡西欧说，个人、企业和政界必须“适应急剧变化的危险气候”。
在个人层面上，人们在做出所有重大决定时都必须考虑气候因素:是否要孩子;买哪辆车;如何投资;何时何地买房子。政府的任务是做出影响整个国家未来的气候决策，比如是否投资替代能源或制定遏制排放的政策。
气候模型有用吗?
施密特说，我们不应该只考虑气候模型是否正确，而应该考虑气候模型是否能提供有用的预测。
“它们能告诉我们什么吗?”如果没有他们，你会做得更好吗?”施密特说。
通常，答案是肯定的，这些模型告诉科学家的信息对他们理解未来气候至关重要。
Hausfather比任何人都清楚这一点，因为他领导了一项发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的研究，分析了早期气候模型的准确性。联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，简称ipcc) 8月份发布的最新报告包括了其中一些发现。
Hausfather和合作者Schmidt将1970年至2007年期间开发的17个全球平均温度模型预测与2017年底观测到的全球温度实际变化进行了比较。
Hausfather和他的同事们发现了好消息:大多数模型都相当准确。更具体地说，有10个模型预测的结果与观测结果一致。在其余7个模型预估中，4个预估的变暖幅度大于观测值，3个预估的变暖幅度小于观测值。
但是Hausfather和他的同事们意识到这并不是全部。在考虑了大气中二氧化碳和其他驱动气候的因素的模型和实际变化之间的差异后，结果是17个模型预测中的14个与现实世界中观测到的变暖“有效相同”。
“这有力地证明了这些模型是正确的，”Hausfather说。“他们在预测全球气温方面做得很好。”
Hausfather说，在最早的气候模型中，其准确性尤其令人印象深刻，特别是考虑到当时有限的观测证据。
但并不是所有的早期模型都没有错误。1971年，由气候科学家拉苏尔和施耐德创建的首批气候模型之一预测，由于大气气溶胶的冷却效应，世界将会变冷。
Hausfather说:“(研究人员)认为，燃烧化石燃料产生的气溶胶将阳光反射回太空，其降温效果要比温室气体的升温效果强得多。”
尽管上世纪70年代气候研究仍处于早期阶段，但当时的大多数科学文献仍认为，未来变暖的可能性更大。然而，拉苏尔和施耐德的模型仍然激发了大量关于潜在冰河期的新闻报道。Hausfather说，即使在今天，这个模型“仍然不时被那些试图诋毁气候科学的人拿来炫耀”。
现在这个模型被证明是错误的。气候科学家们一致认为，地球并没有变冷——相反，它正以惊人的速度变暖。
即使在今天，尽管Hausfather的研究显示了气候模型的前景，这些模型仍然有其局限性，特别是在未来排放的不确定性方面。气候科学家是物理学家，而不是经济学家或政治学家，而且理解政策将如何影响排放标准是一项挑战。
豪斯父亲说:“我们没有一个水晶球，可以预测未来人类的排放会发生多少变化。”“我们可以预测气候对排放的反应。”
当模型被推到特定参数之外时，气候模型的准确性问题也会出现。施密特说，为了解决这个问题，气候模型将预测重点放在自然界的物理条件上，而不是统计概率上。
研究人员对物理学的可预测性比统计学更有信心，因为物理学不会在未来改变。施密特说，研究人员可以相信，他们可以在有观测数据的时间段之外使用这些模型，比如观察上一个冰河时期的气候。
“事物的表达方式可能不同，但基本物理……根本的过程并没有真正改变，”施密特说。
Hausfather说，改善气候模型仍有很多工作要做，但随着时间的推移，它们一直在变得更好。随着更多物理过程的加入和计算机能力的增长，对地球的模拟变得更加清晰。
为什么要预测未来?
当气候科学家专注于物理学来预测未来的气候时，卡西欧和其他未来学家将科学数据放在更大的背景下，根据气候变化、新技术发展以及政治和社会运动来进行预测。未来主义“本质上是预期的历史，”卡西欧说。
卡西欧说:“我们的想法是把科学融入到历史学家对世界如何运作的理解中，试图了解未来可能出现的结果。”
但是，就像气候模型一样，预测的不确定性是与生俱来的。Cascio说，未来学家不想过度承诺，但他们提供了可能发生的情况和原因的预测。
卡西欧在气候变化方面的大部分工作都描绘了一个严峻的未来。在他看来，一个“绝对激进”和“变革性”的气候计划是必要的，以做出必要的改变。“明智和可接受的计划几乎肯定是不够的。”
卡西欧说:“我真的希望所有这些事情都是错误的，因为对下一代来说，没有不令人沮丧的未来。”
尽管许多气候科学家和未来学家预测了人们的绝望，但希望依然存在。豪斯父亲说，如果全球温室气体排放量能够降至零，那么最好的气候模型估计表明，世界将停止变暖。
“现在采取行动还为时不晚，”豪斯父亲说。“世界并不局限于某个特定的变暖程度。”
卡西欧仍然试图将自己视为对未来的长期乐观主义者，因为缓解气候变化所必需的变化也将导致一个更加“透明和公平”的世界，他说。
卡西欧说:“如果我们能撑过本世纪下半叶，我们很有可能最终得到一个真正美好的世界。”
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