Nobelovu cenu za fyziku získali vědci za modelaci klimatu a náhodné procesy |
Všichni ocenění vědci se do nějaké míry zabývali předpovídáním vývoje zemského klimatu. Významně přispěli k dnešnímu povědomí lidstva, jak podnebí na naší planetě funguje.
Bez jejich práce bychom například neměli moderní klimatické modely. Neměli bychom ani jistotu, zda teplotu Země skutečně ovlivňuje lidská činnost. Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann a Giorgio Parisi pomohli přijít na to, jak můžeme z chaotického počasí predikovat dlouhodobé klimatické trendy.
Předpovědi Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) a dalších podobných institucí jsou zčásti založené na výzkumu právě této trojice vědců.
„Letos oceněné objevy dokazují, že naše znalosti o klimatu stojí na pevných vědeckých základech založených na důkladné analýze pozorování,“ řekl Thors Hans Hansson, předseda Nobelova výboru pro fyziku.
Manabe prosazoval počítače
První z letošních laureátů Syukuro Manabe patřil svého času k velkým průkopníkům použití počítačů při matematickém modelování klimatu. V šedesátých letech minulého století pracoval na inovativních modelech atmosféry, které počítaly se vzájemným ovlivňováním teploty a přesunů vzdušných mas.
Společně s americkým meteorologem Josephem Smagorinskym zjistil, že se vlivem změny koncentrace oxidu uhličitého zvyšuje teplota zemského povrchu v troposféře, zatímco ve výše položené stratosféře se naopak překvapivě snižuje.
Později byl u vývoje prvních modelů koloběhu plynů v celé atmosféře, zahrnujících i chování oceánů. V devadesátých letech a začátkem nového tisíciletí se zabýval modelováním vlivu skleníkových plynů. Zajímá se také o náhlé změny klimatu, které v nedávné geologické minulosti způsobily přísun sladké vody do Atlantiku. Příklad takových změn jsou tzv. Heinrichovy události, kterých mohlo být až sedm. K poslední mělo dojít před dvanácti tisíci lety, k první před 60 tisíci lety.
Feynmanovy diagramy v oceánu
Druhý z letošních fyzikálních nobelistů Klaus Hasselmann se zabýval přímo vztahem mezi počasím a klimatem. Objasnil, proč je navzdory chaotické povaze počasí možné klima předvídat. Napsal několik průkopnických vědeckých článků, v nichž navrhl způsob, jak používat k analýze chování mořských vln takzvané Feynmanovy diagramy. Jde o způsob jak graficky znázornit abstraktní matematické veličiny. Jejich objevitel, mimochodem rovněž nobelista, Američan Richard Feynman, je původně vymyslel k popisu chování elementárních částic.
Hasselmann se zabýval také způsoby, jak v zemském klimatu navzájem odlišit následky lidské činnosti od běžných přírodních jevů. Pomocí jeho metod se podařilo prokázat, že globální oteplování způsobují lidé emisemi oxidu uhličitého.
Poslední z letošních fyzikálních nobelistů je Ital Giorgio Parisi. Z celé trojice má nejspíš nejširší záběr. Skoro to vypadá, že se ke klimatu dostal jen tak mimochodem. Kromě něj se zabýval i kvantovou teorií pole, která popisuje chování elementárních částic. Zkoumá také komplexní systémy, složené z mnoha částí, jež se mohou navzájem ovlivňovat. Patří k nim i zemská atmosféra.
Parisi studoval pomocí matematických metod třeba chování ptačích hejn. Je spoluautorem takzvané Kardar-Parisi-Zhangovy rovnice, popisující chování náhodných systémů. Za její řešení získal v roce 2014 prestižní Fieldsovu medaili australský matematik Martin Hairer.
Podle nobelovské komise umožnily Parisiho objevy „pochopit a popsat mnoho různých a zdánlivě zcela náhodných materiálů a jevů, a to nejen ve fyzice, ale i v jiných, velmi odlišných oblastech, jako je matematika, biologie, neurověda a strojové učení“. Ve své vlasti proslul Parisi i jako aktivista. Patří ke spolku, který se snaží přimět italskou vládu, aby víc investovala do základního vědeckého výzkumu.
V souvislosti s klimatem padla relativně nedávno už jedna Nobelova cena. Bylo to v roce 2004. Nešlo však o vědecké ocenění, nýbrž o cenu za mír. Získal ji bývalý americký viceprezident Al Gore společně s už jednou zmíněným mezinárodním panelem IPCC.
Kdo dostane Nobelovu cenu, bývá velmi těžké odhadnout. Ve fyzice se komise často rozhoduje mezi praktickými objevy a objevy, které mají význam hlavně pro vědce. V roce 2020 získala cenu za fyziku trojice badatelů, kteří zkoumali černé díry. Jsou nepochybně extrémně zajímavé. Život běžných lidí však příliš neovlivňují. Výzkum letošních laureátů na něj má naopak velký vliv.
