世界碳中和科技发展报告2021之气候变化-科技日报&科睿唯安-2021-40页.pdf

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科技支撑全球通往碳中和之路

▪ 气候变化科研论文发表趋势
尽管世界气象组织在 1966 年提出“气候变化

1976 年，德国学者哈塞尔曼提出了随机气候模

（Climatic Change）”这一术语，用以描述十年以

型，认为快速变化的白噪声天气的变率，可能造成

性（Climatic variability）[6]，但学术界对这一现象的

提出包括温室气体在内的影响因子会在气候变化序

上时间尺度上、不考虑成因的所有形式的气候易变
研究与记载可以上溯至十九世纪。

回顾气候变化科学的百年征程，其中有很多具

有里程碑意义的贡献。1827 年，法国数学家和物理
学家约瑟夫·傅里叶发现了温室效应；1861 年，英国

物理学家约翰·丁达尔在实验室里证明二氧化碳将导
致全球温度变化。

Web of Science 平台记录了二十世纪以来人类

对气候变化的研究。1896 年，诺贝尔化学奖得主、

瑞典化学家斯万特·阿伦尼乌斯首次使用物理化学的

气候系统的慢变红噪声响应 [12]; 他的另一项贡献是

列中留下特定的信号，这种特定的信号可以被称为

“指纹”，通过分离出这种指纹，我们可以检测出
人类活动对气候变化的影响。这是我们开展气候变
化检测归因研究的理论基础 [13]。

2021 年，美国学者真锅淑郎和德国学者哈塞尔

曼因对“地球气候的物理建模、量化可变性和可靠
地预测全球变暖”的开创性贡献获得诺贝尔物理学
奖，这是气候学家首次被授予物理学奖 [14]。

百年间，关于气候变化的科研论文不断增长，

基本原理来计算通过温室效应，大气二氧化碳增加

特别是近 20 年间，这一期间发表的论文占气候变化

学家尼尔斯·古斯塔夫·埃科赫姆第一次使用“温室效

论文的增长，此类研究的增长更为快速（图 1）。

将增加地球表面温度的程度 [7]；1901 年，瑞典气象
应”这个词来描述大气吸热与逆辐射过程 [8]。

相关论文总量的 95%，且相比于数据库的总体收录

20 世纪 90 年代初期，气候变化相关论文每年

1949 年，剑桥大学 R.M. 古迪提出利用辐射 - 对

的全球产出不足 1000 篇，但进入 21 世纪以来快速

[9];1956 年加拿大物理学家吉尔伯特·普拉斯发表论

每年的产出量增长均超过 2000 篇，至 2020 年全球

流过程来解释对流层和平流层低层温度的热力平衡

文 [10]，对 20 世纪全球大气中二氧化碳水平的增加

及其对地球平均温度的影响进行了预测，与半个世
纪后的测量结果非常接近。

1967 年，美国普林斯顿大学真锅淑郎和理查德·韦

瑟尔德利用简化的一维辐射对流平衡模型，真实地
模拟重现了观测的大气垂直温度廓线，并定量估算
了二氧化碳导致的全球增暖，提出了其中水汽的重
要反馈作用 [11]。

增长，2011 年首次超过 1 万篇，特别是 2015 年以后，
的相关产出达 32663 篇。