地球自转速度突然加快，一天已不足24小时，这意味着什么？
过去人们往往觉得一天过得非常漫长，而现如今总觉得时间飞逝，仿佛眨眼之间已是一年。
有这样的感觉其实并不是人们的错觉。根据目前的科学实验研究，从去年开始，地球的自转速度已经不知缘由地开始加快，并且达到了过去50年中最快的自传速度，也就意味着我们自传一周的时间从原来的24小时缩短到24小时以内了。
地球自转已不足24小时
在2020年之前，地球的自转周期是多于24小时的，并且在我们常年围绕太阳公转的同时，这个自转周期也在不断的变化着。
从上学时人们就已经知道，地球围绕地太阳公转一周是一年的时间，而地球自转一周的时间是一天。但随着地球自转速度的加快，这一个时间也在不断的缩短。
由于缩短的时间非常的微弱，也就一秒之差，因此很多人的感觉并不强烈。但正所谓失之毫厘，差之千里，每天比前一天少一秒钟，那么每一年我们会比前一年少多少时间呢？在量化之后，人们才会察觉这一差异。
科学家发现现在地球的自转时间为23小时59分59秒，比原本的24小时少了一秒，并且为了能够实现时间上的统一，有的科学家在2020年提出要对时间和差距进行更改，将这一秒的差距给抹杀，以保持时钟和自转速度的一致性。
2020年的7月19日，也是目前地球自转最短的一天，比原本的24小时还要少了1.4602毫秒，对于这样的变化也是让许多科学家措手不及，那么对于日益减少的时间会对人们产生怎样的影响呢？
自转时间减少的影响
首先，我们要知道地球通过自转和公转形成了昼夜以及四季，但随着地球自转的周期缩短，自球自转速度加快，相应的会产生的地球离心力也就越大，也就意味着地球对于人类的吸引力将会逐渐减小。
我们都知道，在月球上处于失重的环境下，人们会随着失重环境到处漂浮。倘若有一天，地球对于我们的吸引力也减少到人们只能用漂浮的状态生存，又是否会有人感到惊恐呢？
当地球的离心力逐渐变大，吸引力逐渐变小，每个人都可以实现空中凌波微步，甚至是轻而易举地将一些重物举起，这样看起来似乎是非常有意思的一件事，但是长此以往的生活，又有几个人能够真正适应呢？
科学研究表明，如果地球的自转速度变成现在的17倍，那么地球只需要旋转一个半小时就能够完成一周的自传，也就意味着我们的一天将会缩减为一个半小时。
时间的飞速流逝也会让人们重新定义时间的概念，因此对于那些所谓的一眼万年的誓言也会随之改变。
除此之外，随着地球自转速度的加快，离心率的变大，吸引力的变小，当地球的自转速度高于原先时期，那么当地球赤道附近的离心力和引力会接近于平衡时，也就意味着赤道附近的所有物体都会呈现一种漂浮的状态。
而其他地方也会如同月球附近一般失去了引力的控制，人类会像鸟一样在空中漂浮，同样的海水也会不受引力的束缚，肆意翻涌。或许发生海啸不再是自然灾害而变成家常便饭的状态，又有几人能够接受呢？
除了地球内部生态会遭受到严重的破坏之外，地球的大气层也会随之消失，因为随着地球吸引力消散对于大气层的吸附能力会逐渐减弱，大气层会慢慢离开地球。
而接下来，地球将会在失去大气保护下受到太阳光的强烈照射，以及来自太空辐射的各种摧残，那时的地球将变得一片生灵涂炭的景象，人们也很难在地球上获得生存的条件。
虽然到时地球还是会沿着它自己的轨迹运转，但是对于人类和其他生物来说将会是毁灭性的灾难。
自转变快的原因
目前科学家对于地球自转速度加快还没有一个统一的论调，究竟是何种原因造成的，但是目前较为普遍接受的是由于温室效应影响所产生的地球自转周期间断速度加快。
由于温室效应的影响，水平面被抬升，冰川融化速度加快，因此导致了海水质量和体积发生了变化，承载这一切的地球自然也会发生相应的变化。而地球为了适应这样的变化，不得已要将自己的自传速度调快，也才会造成我们现在时间上的缩短。
而对于这些微小的变化，我们平时是无法察觉的，只有科学家通过非常精准的原子中测算，才能够发现它的变化。
正是由于原子中的误差非常之小，只有两千万年才会存在一秒的误差，因此通过原子中的测算也可以进一步观察地球木圈自转的周期。
然而在未来，倘若地球的自转周期仍然加速，那么我们也需要研发出更为精准的时装时间测算仪器才可以。
虽然目前地球自转速度是不可否认的加快了，但是为了延缓这个进程，我们每一个人都应该加入到环境保护的行列中去，减少温室气体的排放，爱护我们共同的家园。#天文科普#
过去人们往往觉得一天过得非常漫长，而现如今总觉得时间飞逝，仿佛眨眼之间已是一年。
有这样的感觉其实并不是人们的错觉。根据目前的科学实验研究，从去年开始，地球的自转速度已经不知缘由地开始加快，并且达到了过去50年中最快的自传速度，也就意味着我们自传一周的时间从原来的24小时缩短到24小时以内了。
地球自转已不足24小时
在2020年之前，地球的自转周期是多于24小时的，并且在我们常年围绕太阳公转的同时，这个自转周期也在不断的变化着。
从上学时人们就已经知道，地球围绕地太阳公转一周是一年的时间，而地球自转一周的时间是一天。但随着地球自转速度的加快，这一个时间也在不断的缩短。
由于缩短的时间非常的微弱，也就一秒之差，因此很多人的感觉并不强烈。但正所谓失之毫厘，差之千里，每天比前一天少一秒钟，那么每一年我们会比前一年少多少时间呢？在量化之后，人们才会察觉这一差异。
科学家发现现在地球的自转时间为23小时59分59秒，比原本的24小时少了一秒，并且为了能够实现时间上的统一，有的科学家在2020年提出要对时间和差距进行更改，将这一秒的差距给抹杀，以保持时钟和自转速度的一致性。
2020年的7月19日，也是目前地球自转最短的一天，比原本的24小时还要少了1.4602毫秒，对于这样的变化也是让许多科学家措手不及，那么对于日益减少的时间会对人们产生怎样的影响呢？
自转时间减少的影响
首先，我们要知道地球通过自转和公转形成了昼夜以及四季，但随着地球自转的周期缩短，自球自转速度加快，相应的会产生的地球离心力也就越大，也就意味着地球对于人类的吸引力将会逐渐减小。
我们都知道，在月球上处于失重的环境下，人们会随着失重环境到处漂浮。倘若有一天，地球对于我们的吸引力也减少到人们只能用漂浮的状态生存，又是否会有人感到惊恐呢？
当地球的离心力逐渐变大，吸引力逐渐变小，每个人都可以实现空中凌波微步，甚至是轻而易举地将一些重物举起，这样看起来似乎是非常有意思的一件事，但是长此以往的生活，又有几个人能够真正适应呢？
科学研究表明，如果地球的自转速度变成现在的17倍，那么地球只需要旋转一个半小时就能够完成一周的自传，也就意味着我们的一天将会缩减为一个半小时。
时间的飞速流逝也会让人们重新定义时间的概念，因此对于那些所谓的一眼万年的誓言也会随之改变。
除此之外，随着地球自转速度的加快，离心率的变大，吸引力的变小，当地球的自转速度高于原先时期，那么当地球赤道附近的离心力和引力会接近于平衡时，也就意味着赤道附近的所有物体都会呈现一种漂浮的状态。
而其他地方也会如同月球附近一般失去了引力的控制，人类会像鸟一样在空中漂浮，同样的海水也会不受引力的束缚，肆意翻涌。或许发生海啸不再是自然灾害而变成家常便饭的状态，又有几人能够接受呢？
除了地球内部生态会遭受到严重的破坏之外，地球的大气层也会随之消失，因为随着地球吸引力消散对于大气层的吸附能力会逐渐减弱，大气层会慢慢离开地球。
而接下来，地球将会在失去大气保护下受到太阳光的强烈照射，以及来自太空辐射的各种摧残，那时的地球将变得一片生灵涂炭的景象，人们也很难在地球上获得生存的条件。
虽然到时地球还是会沿着它自己的轨迹运转，但是对于人类和其他生物来说将会是毁灭性的灾难。
自转变快的原因
目前科学家对于地球自转速度加快还没有一个统一的论调，究竟是何种原因造成的，但是目前较为普遍接受的是由于温室效应影响所产生的地球自转周期间断速度加快。
由于温室效应的影响，水平面被抬升，冰川融化速度加快，因此导致了海水质量和体积发生了变化，承载这一切的地球自然也会发生相应的变化。而地球为了适应这样的变化，不得已要将自己的自传速度调快，也才会造成我们现在时间上的缩短。
而对于这些微小的变化，我们平时是无法察觉的，只有科学家通过非常精准的原子中测算，才能够发现它的变化。
正是由于原子中的误差非常之小，只有两千万年才会存在一秒的误差，因此通过原子中的测算也可以进一步观察地球木圈自转的周期。
然而在未来，倘若地球的自转周期仍然加速，那么我们也需要研发出更为精准的时装时间测算仪器才可以。
虽然目前地球自转速度是不可否认的加快了，但是为了延缓这个进程，我们每一个人都应该加入到环境保护的行列中去，减少温室气体的排放，爱护我们共同的家园。#天文科普#
【皖美这五年：马鞍山变形记】 横跨长江两岸的马鞍山，因钢设市、因钢立市。
钢铁给这座城市带来繁荣的同时，也带来了废弃矿山水土流失和水体污染、长江岸线脏乱差等突出生态环境问题，成为城市发展的“伤疤”。
近年来，马鞍山市从生态环境问题整改入手，积极推进生态修复，长江生态治理、产业转型等举措，正逐渐“变形”成为一座既充满生机和活力又富有历史底蕴，集现代文明与历史文化于一体的城市。
用“特色”铺就发展“底色”
这个国庆节，含山县太湖村，乡村旅游可谓热力四射，人气爆棚。
太湖山、凌家滩旅游车辆“川流不息”，拓展训练基地夏令营“火热开战”，老鹅汤特色美食游客“慕名而来”，特殊民宿“一房难求”……
在打赢脱贫攻坚战过程中，含山县铜闸镇太湖村充分利用毗邻景区和国家级文保单位的优势，丰富形式内容，融合资源优势，着力“借船出海”“留人生财”，促生村级集体经济“造血功能”，走出了一条符合自身实际的乡村旅游特色扶贫产业发展之路。
据悉，太湖村结合自身实际和优势，注重培育特色，发展乡村旅游，自然景观、红色资源、休闲农业等多种类型产业错位互补，目前已初步形成“一红一绿、一动一静、一荤一素”的乡村旅游“六个一”特色。“
一红”就是复原渡江战役后方野战医院旧址，打造全市红色革命传统教育基地；“一绿”就是建设八姓、东庄、刘李、王村等美丽乡村，发展休闲观光和有氧健身旅游。“一动”就是建设安徽省规模最大、设施设备最先进的“和平使命”综合射击拓展训练基地；“一静”就是依托太湖禅寺等历史文化资源，建设“太湖禅意”手工植染工作坊和青舍民宿，提供禅修田园休闲体验。“一荤”就是提升发展老鹅汤特色美食，新建“汤和谐院”等星级农家乐；“一素”就是建设600亩现代休闲农业项目，发展中药材及有机瓜果蔬菜。
近年来，马鞍山依托生态资源，乡村旅游迸发出的无限生机与活力，为“美丽经济”铺就了发展底色，也为产业融合发展埋下了伏笔、提供了契机。
可以说，马鞍山的每一步发展、每一次腾跃，从来没有离开过“绿色”、“生态”、“可持续”的发展理念，绿色基因早已深深融入这座城市的血脉。
“绿水青山就是金山银山。”马鞍山记住并践行这个亘古不变的道理，牢固树立绿色发展理念，以打造宜业、宜居的生态强市为目标，孜孜不倦地用心守护着身边的绿水青山和头顶的蓝天白云。
从“脏乱差”到“美如画”
一双双新人正在这里拍摄婚纱照，一群群游人正在漫步其中，一队队学生正在举行集体活动……
夕阳西下，位于马鞍山市的薛家洼生态园内，绿意浓浓，景色宜人。
原来的景象可不是这样，马鞍山市花山区住建交运局重点工程办公室主任陶小庆坦然，曾经的生态环境问题非常突出，
曾经，这里被当地老百姓戏称为“五毒俱全”。作为长江东岸的一个天然港湾，986亩的土地上曾集中着非法码头、“散乱污”企业、畜禽养殖场、固废堆场，还聚集着200多条渔船。脏乱差曾是这里最真实的写照。
两年前，在遵循修复长江生态环境的理念下，当地政府开始对这里进行综合整治。“我们拆除了沿线的非法码头，关停搬迁了散乱污企业，拆解了渔船，建设了沿江游道、停车场等设施。”
陶小庆自豪地说，如今，薛家洼生态园美景如画。从昔日“脏乱差”到如今“美如画”，薛家洼生态园正逐步成为马鞍山市的城市生态客厅。
位于马鞍山市主城区东部的向山镇，是慈湖河、采石河两条横贯主城区通江河流的源头，现存9个采矿区、3个排土场、10个尾矿库、11个无主废石堆场，生态问题点多面广，涵盖土壤污染、水体污染等各类型。
由于历史久远、成因复杂，山体裸露、固废堆积等问题难以根治，一些闭坑矿山未及时进行生态修复。各类城市生产生活废弃物处置项目大都集中在向山地区，给当地生态环境带来更多压力。
同时今年，马鞍山市向山地区生态环境综合治理项目成功获批EOD模式试点，开启矿山生态修复治理新篇章。
据统计，近年来，马鞍山市强化矿产资源整合，合理布局全市矿山企业，高效利用矿产资源，经整合（关闭）后，矿山数量从2005年的300余个减少到现在的43个。如今，矿区绿树成荫、花团锦簇，在蓝天、白云、碧水的映衬下，呈现出赏心悦目的“高颜值”。
让“智变”成为“质变”
站在马钢运营管控中心的巨型显示屏前，你可以从实时动态和数据中亲身感受到铁前从原料运输到铁水生成的所有工序产线。
钢铁，是这样“智”成的！
“生产效率大幅提升，智慧制造功不可没。”中国宝武马钢股份制造管理部副部长周全的话语里透着自豪。
原料、烧结、焦化、高炉……各操作区域的大屏幕上，实时显示着现场生产画面，工作人员坐在电脑前，有条不紊地下达指令。
“这是目前国内覆盖产能规模最大、集控操作距离最远、工序产线最齐全的炼铁智慧集控制中心，覆盖了铁前从原料运输到铁水生成的所有工序产线，实现了生产流程互联互通，甚至连大洋上的铁矿石运输船都能精确定位。”周全介绍。
通过该系统可以实现数据不落地、信息不过滤、指令不打折，运行保稳定！
“市场竞争的关键在效率。过去打电话、看报表，现在都是‘信息跑’、实时看，而且全在一块屏上！”周全说，对生产状况的实时把控，让管理决策更加精准高效。
“一个最典型的例子，高炉出铁需要铁水罐车装运。通过大屏实时掌控动态信息，精准高效调度，铁水产量不断攀升，铁水罐周转率也明显上升。仅此一项全年可节约成本2000万元。”
据悉，去年12月份以来，宝武马钢大力推进智慧制造，以炼铁智控中心和运营管控中心为代表的一批智慧制造项目全面建成投用。越来越多的“在线”“远程”“无人”操作，显著提升了产线生产能力。从“制造”到“智造”，带来的是协同更高效、管理更扁平、人员更精干。
数字化、智能化与钢铁生产的深度融合，更催生了一系列“化学反应”，让“智变”发生了“质变”。
今年1-8月份，马钢盈利收入已超过去年全年并翻了一番！整个马钢，智慧制造的加速推进，正在引发这座传统钢企的深刻变革，焕发出新的活力。
钢铁给这座城市带来繁荣的同时，也带来了废弃矿山水土流失和水体污染、长江岸线脏乱差等突出生态环境问题，成为城市发展的“伤疤”。
近年来，马鞍山市从生态环境问题整改入手，积极推进生态修复，长江生态治理、产业转型等举措，正逐渐“变形”成为一座既充满生机和活力又富有历史底蕴，集现代文明与历史文化于一体的城市。
用“特色”铺就发展“底色”
这个国庆节，含山县太湖村，乡村旅游可谓热力四射，人气爆棚。
太湖山、凌家滩旅游车辆“川流不息”，拓展训练基地夏令营“火热开战”，老鹅汤特色美食游客“慕名而来”，特殊民宿“一房难求”……
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据悉，太湖村结合自身实际和优势，注重培育特色，发展乡村旅游，自然景观、红色资源、休闲农业等多种类型产业错位互补，目前已初步形成“一红一绿、一动一静、一荤一素”的乡村旅游“六个一”特色。“
一红”就是复原渡江战役后方野战医院旧址，打造全市红色革命传统教育基地；“一绿”就是建设八姓、东庄、刘李、王村等美丽乡村，发展休闲观光和有氧健身旅游。“一动”就是建设安徽省规模最大、设施设备最先进的“和平使命”综合射击拓展训练基地；“一静”就是依托太湖禅寺等历史文化资源，建设“太湖禅意”手工植染工作坊和青舍民宿，提供禅修田园休闲体验。“一荤”就是提升发展老鹅汤特色美食，新建“汤和谐院”等星级农家乐；“一素”就是建设600亩现代休闲农业项目，发展中药材及有机瓜果蔬菜。
近年来，马鞍山依托生态资源，乡村旅游迸发出的无限生机与活力，为“美丽经济”铺就了发展底色，也为产业融合发展埋下了伏笔、提供了契机。
可以说，马鞍山的每一步发展、每一次腾跃，从来没有离开过“绿色”、“生态”、“可持续”的发展理念，绿色基因早已深深融入这座城市的血脉。
“绿水青山就是金山银山。”马鞍山记住并践行这个亘古不变的道理，牢固树立绿色发展理念，以打造宜业、宜居的生态强市为目标，孜孜不倦地用心守护着身边的绿水青山和头顶的蓝天白云。
从“脏乱差”到“美如画”
一双双新人正在这里拍摄婚纱照，一群群游人正在漫步其中，一队队学生正在举行集体活动……
夕阳西下，位于马鞍山市的薛家洼生态园内，绿意浓浓，景色宜人。
原来的景象可不是这样，马鞍山市花山区住建交运局重点工程办公室主任陶小庆坦然，曾经的生态环境问题非常突出，
曾经，这里被当地老百姓戏称为“五毒俱全”。作为长江东岸的一个天然港湾，986亩的土地上曾集中着非法码头、“散乱污”企业、畜禽养殖场、固废堆场，还聚集着200多条渔船。脏乱差曾是这里最真实的写照。
两年前，在遵循修复长江生态环境的理念下，当地政府开始对这里进行综合整治。“我们拆除了沿线的非法码头，关停搬迁了散乱污企业，拆解了渔船，建设了沿江游道、停车场等设施。”
陶小庆自豪地说，如今，薛家洼生态园美景如画。从昔日“脏乱差”到如今“美如画”，薛家洼生态园正逐步成为马鞍山市的城市生态客厅。
位于马鞍山市主城区东部的向山镇，是慈湖河、采石河两条横贯主城区通江河流的源头，现存9个采矿区、3个排土场、10个尾矿库、11个无主废石堆场，生态问题点多面广，涵盖土壤污染、水体污染等各类型。
由于历史久远、成因复杂，山体裸露、固废堆积等问题难以根治，一些闭坑矿山未及时进行生态修复。各类城市生产生活废弃物处置项目大都集中在向山地区，给当地生态环境带来更多压力。
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原料、烧结、焦化、高炉……各操作区域的大屏幕上，实时显示着现场生产画面，工作人员坐在电脑前，有条不紊地下达指令。
“这是目前国内覆盖产能规模最大、集控操作距离最远、工序产线最齐全的炼铁智慧集控制中心，覆盖了铁前从原料运输到铁水生成的所有工序产线，实现了生产流程互联互通，甚至连大洋上的铁矿石运输船都能精确定位。”周全介绍。
通过该系统可以实现数据不落地、信息不过滤、指令不打折，运行保稳定！
“市场竞争的关键在效率。过去打电话、看报表，现在都是‘信息跑’、实时看，而且全在一块屏上！”周全说，对生产状况的实时把控，让管理决策更加精准高效。
“一个最典型的例子，高炉出铁需要铁水罐车装运。通过大屏实时掌控动态信息，精准高效调度，铁水产量不断攀升，铁水罐周转率也明显上升。仅此一项全年可节约成本2000万元。”
据悉，去年12月份以来，宝武马钢大力推进智慧制造，以炼铁智控中心和运营管控中心为代表的一批智慧制造项目全面建成投用。越来越多的“在线”“远程”“无人”操作，显著提升了产线生产能力。从“制造”到“智造”，带来的是协同更高效、管理更扁平、人员更精干。
数字化、智能化与钢铁生产的深度融合，更催生了一系列“化学反应”，让“智变”发生了“质变”。
今年1-8月份，马钢盈利收入已超过去年全年并翻了一番！整个马钢，智慧制造的加速推进，正在引发这座传统钢企的深刻变革，焕发出新的活力。
【深夜长文 #诺贝尔物理学奖为什么颁给他们# 】#2021诺贝尔物理学奖揭晓#，获奖研究直观告诉我们：人类真的正让地球变暖！我们不能再说自己对气候变化一无所知了，因为这些气候模型的结果是非常明确的。地球正在变暖吗？是的！地球变暖是大气中温室气体含量增加导致的吗？是的！这一切能仅仅用自然因素来解释吗？不能！人类活动所排放的气体是气温升高的原因吗？是的！
温室效应对生命至关重要
200年前，法国物理学家约瑟夫·傅里叶对太阳向地表发出的辐射、以及从地表向外发出的辐射之间的能量平衡展开了研究，弄清了地球大气在这一平衡中扮演的角色：在地球表面，地球接收的太阳辐射会转化为向外发出的辐射，这些辐射会被大气吸收从而对大气起到加温作用。大气发挥的这种保护作用如今被称作“温室效应”。太阳的热量可以透过大气到达地表，但会被困在大气层内部。不过大气中的辐射过程还远比这复杂得多。
科学家的任务与傅里叶当年差不多——弄清向地球发出的短波太阳辐射与地球向外发出的长波红外辐射之间的平衡关系。在接下来200年间，多名气候科学家纷纷贡献了更多的细节信息。当代气候模型更是为科学家提供了极为强大的工具，不仅帮助我们进一步理解了地球的气候，还让我们得以了解由人类导致的全球变暖。
这些模型都是建立在物理定律的基础上的，由天气预测模型发展而来。天气通过温度、降水、风或云等气象物理量描述，受海洋和陆地活动影响。气候模型则建立在通过计算得出的天气统计特征基础之上，如平均值、标准差、最高与最低值等等。这些模型虽无法准确告诉我们明年12月10日斯德哥尔摩的天气如何，但可以让我们对斯德哥尔摩在12月的气温和降水情况获得一定了解。
确定二氧化碳的作用
温室效应对地球上的生命至关重要。它控制温度，因为大气中的温室气体——二氧化碳、甲烷、水蒸气和其他气体——会首先吸收地球的红外辐射，然后释放该吸收的能量，加热周围和下方的空气。
温室气体实际上只占地球干燥大气的一小部分。地球的干燥大气中99%为氮气和氧气，二氧化碳其实仅占0.04%。最强大的温室气体是水蒸气，但我们无法控制大气中水蒸气的浓度，而二氧化碳的浓度则是可以控制的。
大气中的水蒸气含量高度依赖于温度，进而形成反馈机制。大气中的二氧化碳越多，温度越高，空气中的水蒸气含量也就越高，从而增加温室效应，导致温度进一步升高。如果二氧化碳含量水平下降，部分水蒸气会凝结，温度也随之下降。
关于二氧化碳影响的一块重要拼图来自瑞典的研究人员和诺贝尔奖获得者Svante Arrhenius。顺便提一下，他的同事、气象学家Nils Ekholm，在1901年，率先使用温室这个词来描述大气的热量储存和再辐射。
Arrhenius通过十九世纪末的温室效应弄清楚了该现象背后的物理学原理——向外辐射与辐射体的绝对温度（T）的四次方（T⁴）成正比。辐射源越热，射线的波长越短。太阳的表面温度为6000°C，主要发射可见光谱中的射线。地球表面温度仅为15°C，会再次辐射我们看不见的红外辐射。如果大气不吸收这种辐射，地表温度几乎不会超过–18°C。
Arrhenius实际上是想找出导致最近发现的冰河时代现象的背后原因。他得出的结论是，如果大气中的二氧化碳水平减半，这足以让地球进入一个新的冰河时代。反之亦然——二氧化碳量增加一倍，会使地球温度升高5-6°C，这个结果在某种程度上与目前的估计值惊人地接近。
开创性的二氧化碳效应模型
20世纪50年代，日本大气物理学家Syukuro Manabe和东京大学其他一些年轻而有才华的研究人员一样，选择离开被战争摧毁的日本，前往美国继续其职业生涯。他的研究目的和70年前的瑞典科学家斯万特·阿伦尼乌斯一样，都是为了理解二氧化碳水平的增加如何导致气温的上升。不过，彼时的阿伦尼乌斯专注于辐射平衡，Manabe则在20世纪60年代领导了相关物理模型的发展，将对流造成的气团垂直输送以及水蒸气的潜热纳入其中。
为了使这些计算易于进行，Manabe选择将模型缩减为一维，即一个垂直的圆柱体，进入大气层40公里。即便如此，通过改变大气中的气体浓度来测试模型还是花费了数百小时的宝贵计算时间。氧和氮对地表温度的影响可以忽略不计，而二氧化碳的影响非常明显：当二氧化碳水平翻倍时，全球温度上升超过2摄氏度。
该模型证实，这种升温确实是由二氧化碳浓度增加导致的；它预测了靠近地面的温度上升，而上层大气的温度变低。如果太阳辐射的变化是温度升高的原因，那么整个大气应该在同一时间被加热。
60年前，计算机的速度比现在慢了几十万倍，因此这个模型相对简单，但Manabe掌握了正确的关键特征。他指出，模型必须一直简化，你无法与自然界的复杂性竞争——每一滴雨都涉及到如此多的物理因素，因此不可能完全计算出一切。在一维模型的基础上，Manabe在1975年发表了一个三维气候模型，这是揭开气候系统奥秘道路上的又一个里程碑。
混乱的天气
在Manabe之后大约十年，Klaus Hasselmann通过找到一种方法来战胜快速而混乱的天气变化（这些变化对计算而言极其麻烦），成功地将天气和气候联系在一起。我们地球的天气发生巨大变化，是因为太阳辐射在地理上和时间上的分布十分地不均匀。地球是圆的，所以到达高纬度地区的太阳光比到达赤道附近低纬度地区的太阳光要少。不仅如此，地球的地轴也是倾斜的，从而在入射辐射中产生季节性差异。暖空气和冷空气之间的密度差异导致了不同纬度之间、海洋和陆地之间、高低气团之间的巨大热量传输，从而形成了我们地球上的天气。
众所周知，对未来十天以上的天气做出可靠的预测是一大挑战。二百年前，法国著名科学家皮埃尔-西蒙·德·拉普拉斯曾说，如果我们知道宇宙中所有粒子的位置和速度，就应该可以计算出在我们世界中发生了什么和将要发生的事情。原则上，应该是这样；牛顿三个世纪以来的运动定律（也描述了大气中的空气传输）是完全确定的——不受偶然的支配。
然而，就天气而言，就完全是另一回事了。部分原因在于，在实践中，我们不可能做到足够精确——说明大气中每个点的气温、压力、湿度或风况。此外，方程是非线性的；初始值的微小偏差可以让天气系统以完全不同的方式演变。基于蝴蝶在巴西扇动翅膀是否会在德克萨斯州引起龙卷风这个问题，这种现象被命名为蝴蝶效应。在实践中，这意味着不可能给出长期的天气预报，也就是说天气十分混乱；这是在上世纪六十年代由美国气象学家Edward Lorenz发现的，他为今天的混沌理论奠定了基础。
理解嘈杂数据
尽管天气是一个典型的混乱系统，但我们如何才能建立能够预测未来数十年、甚至数百年的可靠气候模型呢？1980年前后，Klaus Hasselmann提出了如何将不断变化的混沌天气现象描述为快速变化的噪音，从而为进行长期气候预测奠定了坚实的科学基础。此外，他还提出了一些确定人类对全球温度造成的影响的方法。
上世纪50年代，Klaus Hasselmann在德国汉堡攻读物理学博士，专攻流体力学，随后开始建立海浪和洋流的观测与理论模型。后来他迁居至美国加州，继续开展海洋学研究，并且认识了查尔斯·大卫·基林等同事。基林从1958年开始在夏威夷的莫纳罗亚天文台持续测量大气中的二氧化碳含量。Klaus Hasselmann当时还不知道，自己在日后的工作中会频繁用到体现二氧化碳水平变化的“基林曲线”。
从充满噪声的天气数据中建立气候模型就像遛狗一样：狗有时会挣脱牵引绳，有时会跑在你前面、或者跑在你后面，有时会与你并肩前行，有时则会绕着你的腿跑。你能从狗的运动轨迹中看出你是在走路还是站立不动吗？或者能看出你是在快步行走还是小步慢走吗？狗的运动轨迹就像天气变化，你的行进轨迹就像通过计算得出的气候。我们能否用这些混乱的、充满噪声的天气数据，总结出气候的长期趋势呢？
还有一大难点在于，影响气候的波动情况极易发生变化，这些变化可能很快，比如风的强度或空气温度；也可能很慢，比如冰盖融化和海洋温度升高。例如，海洋整体温度需一千年才能上升一度，但大气只需几周即可。关键在于，要将快速的天气变化作为噪声整合进对气候的计算中，并体现出这些噪声对气候的影响。
Klaus Hasselmann创造了一套随机气候模型，将这些变化的可能性都整合进了模型中。其灵感来自爱因斯坦的布朗运动理论。他利用该理论说明，大气的快速变化其实可以导致海洋的缓慢变化。
识别人类影响的痕迹
在完成气候变化模型之后，Hasselmann又开发了识别人类对气候系统影响的方法。他发现，这些模型，连同观测结果和理论结果，都包含了关于噪声和信号特性的充分信息。例如，太阳辐射、火山颗粒或温室气体水平的变化都会留下独特的信号，即“指纹”，而且这些信号可以被分离出来。这种识别指纹的方法也可以应用于人类对气候系统的影响。Hasselman因此为进一步的气候变化研究铺平了道路。通过大量的独立观测，这些研究展示了人类对气候影响的大量痕迹。
随着气候系统中复杂相互作用的过程被更彻底地绘制出来，尤其是有了卫星测量和天气观测的帮助，气候模型变得越来越完善。这些模型清楚地显示出温室效应正在加速：自19世纪中期以来，大气中的二氧化碳含量增加了40%。地球的大气已经有几十万年没有如此多的二氧化碳了。相应地，温度测量显示，在过去150年里，地球温度上升了1摄氏度。
Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann为人类作出了巨大贡献，为我们了解地球气候提供了坚实的物质基础，这也正体现了阿尔弗雷德·诺贝尔的精神。
针对无序系统的方法
1980年左右，Giorgio Parisi展示了他的发现，即随机现象显然受隐藏规则支配。他的工作如今被认为是对复杂系统理论最重要的贡献之一。
复杂系统的现代研究基于十九世纪下半叶由James C。 Maxwell、Ludwig Boltzmann和J。 Willard Gibbs提出的统计力学，他们在1884年将这一领域命名为“统计力学”。统计力学从下面这一见解发展而来，即需要一种新的方法来描述由大量粒子组成的系统，例如气体或液体。这种方法必须考虑到粒子的随机运动，所以其基本思想是计算粒子的平均效应，而不是单独研究每个粒子。例如，气体中的温度是气体粒子能量平均值的量度。统计力学取得了巨大的成功，因为它为气体和液体的宏观特性（如温度和压力）提供了微观解释。
理解物理系统的复杂性
这些压缩球体是普通玻璃和颗粒状材料（如沙子或砾石）的简单模型。然而，Parisi的原始模型的对象是另一个截然不同的系统——自旋玻璃。这是一种特殊的磁性金属合金亚稳定状态，其中某种金属原子，比如铁原子，会被随机混合到铜原子的网格中。即使只有几个铁原子，它们也会以一种令人费解的方式彻底改变材料的磁性。每个铁原子的行为——或者称为“自旋”——表现得就像一个小磁铁，受其附近其他铁原子的影响。在普通的磁体中，所有的自旋都指向同一方向，但在自旋玻璃中，情况就不一样了：一些自旋对会指向相同的方向，另一些则指向相反的方向——那么它们是如何找到最佳方向的呢？
Parisi在关于旋转玻璃的著作的序言中写道，研究旋转玻璃就像观看莎士比亚戏剧中的人类悲剧。如果你想同时和两个人交朋友，但他们互相讨厌对方，结果就可能令人沮丧。在经典悲剧中，感情强烈的朋友和敌人在舞台上相遇，情况就更是如此。那么，怎样才能把房间里的紧张气氛降到最低？
自旋玻璃及其奇异的性质为复杂系统提供了参考模型。20世纪70年代，许多物理学家，包括几位诺贝尔奖得主，都在寻找某种方法来描述这种神秘而令人沮丧的旋转玻璃。他们使用的方法之一是“副本方法”，是一种研究无序态体系时所用的数学技巧，可以在同一时间内处理系统的许多副本。然而，从物理学的角度来说，最初的计算结果并不可行。
1979年，Parisi取得了决定性的突破，他展示了如何巧妙地利用副本方法来解决自旋玻璃问题。他在这些副本中发现了一个隐藏的结构，并找到了一种描述它的数学方法。在很多年之后，Parisi的解才在数学上被证明是正确的。此后，他的方法被用于许多无序系统，成为复杂系统理论的基石。#2021诺贝尔奖#
温室效应对生命至关重要
200年前，法国物理学家约瑟夫·傅里叶对太阳向地表发出的辐射、以及从地表向外发出的辐射之间的能量平衡展开了研究，弄清了地球大气在这一平衡中扮演的角色：在地球表面，地球接收的太阳辐射会转化为向外发出的辐射，这些辐射会被大气吸收从而对大气起到加温作用。大气发挥的这种保护作用如今被称作“温室效应”。太阳的热量可以透过大气到达地表，但会被困在大气层内部。不过大气中的辐射过程还远比这复杂得多。
科学家的任务与傅里叶当年差不多——弄清向地球发出的短波太阳辐射与地球向外发出的长波红外辐射之间的平衡关系。在接下来200年间，多名气候科学家纷纷贡献了更多的细节信息。当代气候模型更是为科学家提供了极为强大的工具，不仅帮助我们进一步理解了地球的气候，还让我们得以了解由人类导致的全球变暖。
这些模型都是建立在物理定律的基础上的，由天气预测模型发展而来。天气通过温度、降水、风或云等气象物理量描述，受海洋和陆地活动影响。气候模型则建立在通过计算得出的天气统计特征基础之上，如平均值、标准差、最高与最低值等等。这些模型虽无法准确告诉我们明年12月10日斯德哥尔摩的天气如何，但可以让我们对斯德哥尔摩在12月的气温和降水情况获得一定了解。
确定二氧化碳的作用
温室效应对地球上的生命至关重要。它控制温度，因为大气中的温室气体——二氧化碳、甲烷、水蒸气和其他气体——会首先吸收地球的红外辐射，然后释放该吸收的能量，加热周围和下方的空气。
温室气体实际上只占地球干燥大气的一小部分。地球的干燥大气中99%为氮气和氧气，二氧化碳其实仅占0.04%。最强大的温室气体是水蒸气，但我们无法控制大气中水蒸气的浓度，而二氧化碳的浓度则是可以控制的。
大气中的水蒸气含量高度依赖于温度，进而形成反馈机制。大气中的二氧化碳越多，温度越高，空气中的水蒸气含量也就越高，从而增加温室效应，导致温度进一步升高。如果二氧化碳含量水平下降，部分水蒸气会凝结，温度也随之下降。
关于二氧化碳影响的一块重要拼图来自瑞典的研究人员和诺贝尔奖获得者Svante Arrhenius。顺便提一下，他的同事、气象学家Nils Ekholm，在1901年，率先使用温室这个词来描述大气的热量储存和再辐射。
Arrhenius通过十九世纪末的温室效应弄清楚了该现象背后的物理学原理——向外辐射与辐射体的绝对温度（T）的四次方（T⁴）成正比。辐射源越热，射线的波长越短。太阳的表面温度为6000°C，主要发射可见光谱中的射线。地球表面温度仅为15°C，会再次辐射我们看不见的红外辐射。如果大气不吸收这种辐射，地表温度几乎不会超过–18°C。
Arrhenius实际上是想找出导致最近发现的冰河时代现象的背后原因。他得出的结论是，如果大气中的二氧化碳水平减半，这足以让地球进入一个新的冰河时代。反之亦然——二氧化碳量增加一倍，会使地球温度升高5-6°C，这个结果在某种程度上与目前的估计值惊人地接近。
开创性的二氧化碳效应模型
20世纪50年代，日本大气物理学家Syukuro Manabe和东京大学其他一些年轻而有才华的研究人员一样，选择离开被战争摧毁的日本，前往美国继续其职业生涯。他的研究目的和70年前的瑞典科学家斯万特·阿伦尼乌斯一样，都是为了理解二氧化碳水平的增加如何导致气温的上升。不过，彼时的阿伦尼乌斯专注于辐射平衡，Manabe则在20世纪60年代领导了相关物理模型的发展，将对流造成的气团垂直输送以及水蒸气的潜热纳入其中。
为了使这些计算易于进行，Manabe选择将模型缩减为一维，即一个垂直的圆柱体，进入大气层40公里。即便如此，通过改变大气中的气体浓度来测试模型还是花费了数百小时的宝贵计算时间。氧和氮对地表温度的影响可以忽略不计，而二氧化碳的影响非常明显：当二氧化碳水平翻倍时，全球温度上升超过2摄氏度。
该模型证实，这种升温确实是由二氧化碳浓度增加导致的；它预测了靠近地面的温度上升，而上层大气的温度变低。如果太阳辐射的变化是温度升高的原因，那么整个大气应该在同一时间被加热。
60年前，计算机的速度比现在慢了几十万倍，因此这个模型相对简单，但Manabe掌握了正确的关键特征。他指出，模型必须一直简化，你无法与自然界的复杂性竞争——每一滴雨都涉及到如此多的物理因素，因此不可能完全计算出一切。在一维模型的基础上，Manabe在1975年发表了一个三维气候模型，这是揭开气候系统奥秘道路上的又一个里程碑。
混乱的天气
在Manabe之后大约十年，Klaus Hasselmann通过找到一种方法来战胜快速而混乱的天气变化（这些变化对计算而言极其麻烦），成功地将天气和气候联系在一起。我们地球的天气发生巨大变化，是因为太阳辐射在地理上和时间上的分布十分地不均匀。地球是圆的，所以到达高纬度地区的太阳光比到达赤道附近低纬度地区的太阳光要少。不仅如此，地球的地轴也是倾斜的，从而在入射辐射中产生季节性差异。暖空气和冷空气之间的密度差异导致了不同纬度之间、海洋和陆地之间、高低气团之间的巨大热量传输，从而形成了我们地球上的天气。
众所周知，对未来十天以上的天气做出可靠的预测是一大挑战。二百年前，法国著名科学家皮埃尔-西蒙·德·拉普拉斯曾说，如果我们知道宇宙中所有粒子的位置和速度，就应该可以计算出在我们世界中发生了什么和将要发生的事情。原则上，应该是这样；牛顿三个世纪以来的运动定律（也描述了大气中的空气传输）是完全确定的——不受偶然的支配。
然而，就天气而言，就完全是另一回事了。部分原因在于，在实践中，我们不可能做到足够精确——说明大气中每个点的气温、压力、湿度或风况。此外，方程是非线性的；初始值的微小偏差可以让天气系统以完全不同的方式演变。基于蝴蝶在巴西扇动翅膀是否会在德克萨斯州引起龙卷风这个问题，这种现象被命名为蝴蝶效应。在实践中，这意味着不可能给出长期的天气预报，也就是说天气十分混乱；这是在上世纪六十年代由美国气象学家Edward Lorenz发现的，他为今天的混沌理论奠定了基础。
理解嘈杂数据
尽管天气是一个典型的混乱系统，但我们如何才能建立能够预测未来数十年、甚至数百年的可靠气候模型呢？1980年前后，Klaus Hasselmann提出了如何将不断变化的混沌天气现象描述为快速变化的噪音，从而为进行长期气候预测奠定了坚实的科学基础。此外，他还提出了一些确定人类对全球温度造成的影响的方法。
上世纪50年代，Klaus Hasselmann在德国汉堡攻读物理学博士，专攻流体力学，随后开始建立海浪和洋流的观测与理论模型。后来他迁居至美国加州，继续开展海洋学研究，并且认识了查尔斯·大卫·基林等同事。基林从1958年开始在夏威夷的莫纳罗亚天文台持续测量大气中的二氧化碳含量。Klaus Hasselmann当时还不知道，自己在日后的工作中会频繁用到体现二氧化碳水平变化的“基林曲线”。
从充满噪声的天气数据中建立气候模型就像遛狗一样：狗有时会挣脱牵引绳，有时会跑在你前面、或者跑在你后面，有时会与你并肩前行，有时则会绕着你的腿跑。你能从狗的运动轨迹中看出你是在走路还是站立不动吗？或者能看出你是在快步行走还是小步慢走吗？狗的运动轨迹就像天气变化，你的行进轨迹就像通过计算得出的气候。我们能否用这些混乱的、充满噪声的天气数据，总结出气候的长期趋势呢？
还有一大难点在于，影响气候的波动情况极易发生变化，这些变化可能很快，比如风的强度或空气温度；也可能很慢，比如冰盖融化和海洋温度升高。例如，海洋整体温度需一千年才能上升一度，但大气只需几周即可。关键在于，要将快速的天气变化作为噪声整合进对气候的计算中，并体现出这些噪声对气候的影响。
Klaus Hasselmann创造了一套随机气候模型，将这些变化的可能性都整合进了模型中。其灵感来自爱因斯坦的布朗运动理论。他利用该理论说明，大气的快速变化其实可以导致海洋的缓慢变化。
识别人类影响的痕迹
在完成气候变化模型之后，Hasselmann又开发了识别人类对气候系统影响的方法。他发现，这些模型，连同观测结果和理论结果，都包含了关于噪声和信号特性的充分信息。例如，太阳辐射、火山颗粒或温室气体水平的变化都会留下独特的信号，即“指纹”，而且这些信号可以被分离出来。这种识别指纹的方法也可以应用于人类对气候系统的影响。Hasselman因此为进一步的气候变化研究铺平了道路。通过大量的独立观测，这些研究展示了人类对气候影响的大量痕迹。
随着气候系统中复杂相互作用的过程被更彻底地绘制出来，尤其是有了卫星测量和天气观测的帮助，气候模型变得越来越完善。这些模型清楚地显示出温室效应正在加速：自19世纪中期以来，大气中的二氧化碳含量增加了40%。地球的大气已经有几十万年没有如此多的二氧化碳了。相应地，温度测量显示，在过去150年里，地球温度上升了1摄氏度。
Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann为人类作出了巨大贡献，为我们了解地球气候提供了坚实的物质基础，这也正体现了阿尔弗雷德·诺贝尔的精神。
针对无序系统的方法
1980年左右，Giorgio Parisi展示了他的发现，即随机现象显然受隐藏规则支配。他的工作如今被认为是对复杂系统理论最重要的贡献之一。
复杂系统的现代研究基于十九世纪下半叶由James C。 Maxwell、Ludwig Boltzmann和J。 Willard Gibbs提出的统计力学，他们在1884年将这一领域命名为“统计力学”。统计力学从下面这一见解发展而来，即需要一种新的方法来描述由大量粒子组成的系统，例如气体或液体。这种方法必须考虑到粒子的随机运动，所以其基本思想是计算粒子的平均效应，而不是单独研究每个粒子。例如，气体中的温度是气体粒子能量平均值的量度。统计力学取得了巨大的成功，因为它为气体和液体的宏观特性（如温度和压力）提供了微观解释。
理解物理系统的复杂性
这些压缩球体是普通玻璃和颗粒状材料（如沙子或砾石）的简单模型。然而，Parisi的原始模型的对象是另一个截然不同的系统——自旋玻璃。这是一种特殊的磁性金属合金亚稳定状态，其中某种金属原子，比如铁原子，会被随机混合到铜原子的网格中。即使只有几个铁原子，它们也会以一种令人费解的方式彻底改变材料的磁性。每个铁原子的行为——或者称为“自旋”——表现得就像一个小磁铁，受其附近其他铁原子的影响。在普通的磁体中，所有的自旋都指向同一方向，但在自旋玻璃中，情况就不一样了：一些自旋对会指向相同的方向，另一些则指向相反的方向——那么它们是如何找到最佳方向的呢？
Parisi在关于旋转玻璃的著作的序言中写道，研究旋转玻璃就像观看莎士比亚戏剧中的人类悲剧。如果你想同时和两个人交朋友，但他们互相讨厌对方，结果就可能令人沮丧。在经典悲剧中，感情强烈的朋友和敌人在舞台上相遇，情况就更是如此。那么，怎样才能把房间里的紧张气氛降到最低？
自旋玻璃及其奇异的性质为复杂系统提供了参考模型。20世纪70年代，许多物理学家，包括几位诺贝尔奖得主，都在寻找某种方法来描述这种神秘而令人沮丧的旋转玻璃。他们使用的方法之一是“副本方法”，是一种研究无序态体系时所用的数学技巧，可以在同一时间内处理系统的许多副本。然而，从物理学的角度来说，最初的计算结果并不可行。
1979年，Parisi取得了决定性的突破，他展示了如何巧妙地利用副本方法来解决自旋玻璃问题。他在这些副本中发现了一个隐藏的结构，并找到了一种描述它的数学方法。在很多年之后，Parisi的解才在数学上被证明是正确的。此后，他的方法被用于许多无序系统，成为复杂系统理论的基石。#2021诺贝尔奖#
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