事实上 ， 阿伦尼乌斯在尝试寻找是什么导致了最近发现的冰河世纪现象 。 他最终得到的结论是 ， 如果大气中的二氧化碳浓度减半 ， 则将足以使地球进入下一个冰河世纪 。 且反之亦然——若二氧化碳浓度加倍则将导致温度上升5-6℃ ， 巧合的是 ， 该结果在某种程度上同当前的预测惊人的相似 。
关于二氧化碳影响的开创性模型
上世纪50年代 ， 一些年轻有为的科学家离开了被战争破坏的东京 ， 飘洋过海到美国继续他们的学术生涯 ， 大气物理学家真锅淑郎便是其中之一 。 像阿伦尼乌斯在大概七十年前一样 ， 真锅淑郎的研究目标之一便是理解二氧化碳浓度的提升如何导致温度的上升 。 然而 ， 当阿伦尼乌斯将重点聚焦于辐射平衡时 ， 在上世纪60年代 ， 真锅淑郎主导的工作着重在发展大气物理模型 ， 模型包括对流导致的气团垂直输运 ， 以及水蒸汽的潜热 。
为了使这些计算可处理 ， 他选择将上述模型化简至一维——一个深入大气层40km的垂直列 。 即便如此 ， 通过改变大气中气体含量进行的模型测试仍然花费数百小时的宝贵的计算时间 。 氧气与氮气对表面温度的影响忽略不计 ， 二氧化碳则影响显著：当二氧化碳浓度加倍 ， 全球温度将上升至少2℃ 。
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真锅淑郎的气候模型
该模型证实 ， 二氧化碳的增加确实会导致温度增加 ， 模型预测：随着靠近地面 ， 温度会升高 ， 而远离地面 ， 即在高层的大气层温度则会将降低 。 如果是由于太阳辐射导致的温度升高 ， 那么整个大气层都应该同时被加热 。
在六十年前 ， 电脑的计算速度仅为现在的几十万分之一 ， 因此该模型相对较为简单 ， 但真锅淑郎正确地掌握了问题的关键 。 “化简是必然的” ， 他说 。 自然的复杂性无从抗争——每滴落下的雨中都包含了太多的物理问题 ， 计算出所有东西是不可能的 。 对一维模型的理解促使了三维气候模型的产生 ， 该项工作真锅淑郎发表于1975年；在这一年 ， 揭开气候秘密的道路上出现了另一个里程碑 。
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天气是混沌的
在真锅淑郎研究的十年后 ， 哈塞尔曼延续了他的工作 ， 试图寻找一种方法来解决会对计算造成很大问题的快速而混沌的天气变化 。 地球有着剧烈的天气变化的原因是 ， 太阳辐射的时间分布和地理意义上的空间分布都非常地不均匀 。 地球是圆的 ， 所以高纬度区域相比于接近赤道的低纬度区域会受到更少的太阳辐射 。 不仅如此 ， 因为地球的自转轴是倾斜的 ， 所以入射辐射的分布会产生季节性的变化 。 在不同的纬度间、陆地与海洋间、不同高度的空气层间 ， 因为受辐射量不同产生的温度不同的空气的密度差便导致了规模庞大的热传递形式 ， 而这种热传递会驱使地球上的天气形成 。
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