地球氣候是一個規模極為複雜的系統。 在微觀層面上，材料中原子和分子的複雜物理現像也是如此。 2021 年諾貝爾物理學獎匯集了三位科學家的工作，他們利用物理學的基本工具闡明如此複雜的物理系統。
瑞典皇家科學院10 月宣布，一半的獎金授予普林斯頓大學的氣候科學家真鍋修郎(Syukuro Manabe) 和德國漢堡馬克斯·普朗克氣象研究所的克勞斯·哈塞爾曼(Klaus Hasselmann)，以表彰他們在地球氣候模擬和全球暖化預測方面所做的工作5. 1000 萬瑞典克朗（超過110 萬美元）獎金的另一半授予羅馬第一大學的物理學家Giorgio Parisi，他致力於理解無序材料中的劇烈波動。
所有三位研究人員都使用了類似的策略，在模型中隔離複雜系統的特定部分，模型是自然界中發現的事物的數學表示。 布朗大學的物理學家布拉德·馬斯頓說，透過研究該模型，然後將這種理解融入更複雜的描述中，研究人員在理解原本令人困惑的系統方面取得了進展。 “構建模型是一門藝術，它足夠豐富，可以給你帶來有趣甚至令人驚訝的結果，但又足夠簡單，你可以希望理解它。”
該獎項通常與政治無關，但它向世界領導人傳達了一個訊息：「全球暖化的概念是建立在堅實的科學基礎上的，」瑞典皇家科學院秘書長約蘭·漢森在宣布獲獎者時表示。 自工業化前時期以來，人類排放的溫室氣體（包括二氧化碳）已使地球平均溫度升高超過攝氏 1 度。 那變暖是影響地球上的每個地區，加劇熱浪、野火和乾旱等極端天氣事件（序號：8/9/21）。
諾貝爾物理學委員會成員、耶魯大學的約翰‧韋特勞弗 (John Wettlaufer) 表示，真鍋子的工作為氣候建模奠定了基礎。 「他確實構建了所有未來氣候模型所依據的模型，」韋特勞弗在獲獎後的一次採訪中解釋道。 “這個腳手架對於改進氣候預測至關重要。”
真鍋研究了二氧化碳水平上升將如何改變地球溫度。 A簡化的氣候模型真鍋(Manabe) 1967 年與人合著的一篇論文模擬了大氣的單柱，其中氣團隨著溫度的升高和降低而上升和下降，結果表明，大氣中二氧化碳含量增加一倍，溫度就會升高2 攝氏度以上。更複雜的模型模擬整個大氣層或包括海洋的影響，例如（序號：5/30/70）。
「我從來沒有想到我開始研究的這個東西會產生如此巨大的後果，」真鍋在普林斯頓大學的新聞發布會上說。 “我這麼做只是因為我的好奇心。”
哈塞爾曼研究了地球氣候的演變，同時考慮了不同過程運作的不同時間尺度。 日常天氣的隨機性與季節性變化和地球海洋逐漸加熱等緩慢得多的過程形成鮮明對比。 哈斯勒曼的工作有助於展示如何將短期抖動納入模型中以了解氣候的長期變化。
馬裡蘭州大學帕克市美國物理研究所首席執行官邁克爾·莫洛尼表示，該獎項是對科學家對氣候理解的肯定。與過去幾年獲得諾貝爾獎認可的所有其他偉大發現並駕齊驅。
就像地球上的天氣模式一樣，材料中原子的內部世界可能是複雜且無序的。 帕里西的工作旨在理解無序系統內的過程，例如一種稱為旋轉玻璃（SN: 10/18/02）。 在自旋玻璃中，由於一種稱為自旋的量子特性，原子的行為就像小磁鐵一樣。 但原子無法就磁鐵的指向方向達成一致，導致排列無序。
這類似於我們更熟悉的玻璃類型——一種原子無法有序排列的材料。 帕里西對這種旋轉玻璃提出了數學描述。 他的作品還涉及各種其他複雜的主題，從湍流到植絨圖案描述諸如椋鳥之類的動物的運動（序號：2014 年 7 月 31 日）。
儘管帕里西的工作並不直接關注氣候問題，但在諾貝爾獎宣布期間的一次採訪中，帕里西評論了這一半的獎金：“很明顯，為了下一代，我們必須立即採取行動。”
卡羅琳·格拉姆林 (Carolyn Gramling) 對報道這個故事做出了貢獻。
