独家丨大数据预测：帝都重污染红色预警、全球气候变暖都“不算事儿”

本周雾霾再次强势来袭，北京首次启动重污染红色预警，不戴口罩出门让人压力山大。与此同时，2015联合国气候大会在巴黎也接近尾声。此次大会中国角的低碳主题日格外引人注目，连“数据大佬”马云也在会上表示“雾霾太可怕，想回外星去”。

来源：数据猿 作者：mifeng jinyounan

雾霾形成的“背后黑手”之一——气候变暖问题，今年依然引起热议。气象专家表示，全球气候变暖带来的暖冬使得冷空气活动减弱，导致静稳天气增加，提升了雾霾发生的频率。这也就意味着，气候变暖与雾霾渐重成正比！

根据缜密的大数据研究和分析，科学家已经确信，全球正在面临着严重的气候变暖问题，这种问题将会给地球带来长达几十年的影响。

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超级计算机助力气候大数据分析

众所周知，地球上的气候十分复杂多变。为了研究气候，科学家利用超级计算机（比如NASA设立在美国马里兰州的气候模拟中心）模拟复杂的气候变化。

在马里兰州的气候模拟中心，一些看上去十分笨重的“黑色石柱”陈放在一间没有窗户的房间里。这些“石柱”其实是互相连接在一起的计算机，这些计算机的处理速度惊人。气候模拟中心的Dan Duffy打了这么一个比喻：“一台计算机每秒钟处理的数据相当于目前地球上74亿人每秒计算一次乘法、共计算145个小时的所有数据量。中心进行一次气候模拟研究时，需要所有的计算机一起工作几个月的时间，才能算出结果。研究人员在这些电脑上编写的代码超过100万行”。在这样庞大的数据背后，NASA已经预测到未来一个世纪的气温变化情况，如果二氧化碳浓度持续攀升，全球变暖情况将加剧。

通过对大数据的高速计算，气候预测将有越来越广泛的应用。NASA 戈达德太空研究所所长Gavin Schmidt便依靠气候模拟中心的超级计算机进行天气预测。这个研究所随着美国著名电视剧《宋飞正传》的播出而家喻户晓。在所长的办公桌旁有一块黑板，上面写满了数学公式。其实，这些公式是前任所长Jim Hansen留下的。Hansen是一位著名的气候学家，而这些气候学家习惯用公式来解释地球的气候问题。

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大数据让气候模型分析更准确

基于大数据进行建模的方法已经快速应用于各个领域，同样的，基于气象大数据进行的气候模型建立也进一步提高了研究成功的精准性。

一个气候模型对于气候学家而言是非常有用的工具，他们可以用这些模型进行实地考察研究。比如，气候学家可以用这些模型来计算一片云需要多少水才能形成，还可以用这些模型计算风速如何影响洋流。实际上，人们几百年前就已经有意识地观测这些物理过程了，而现在一个气候模型可以把所有这些物理过程聚合到一起，方便气候学家进行全局计算和研究。

天气预测很简单，气候预测就难多了。气候是所有天气状态的集合，体现在很多方面。比如夏天温度比冬天高、热带地区只有雨季和旱季——这些气候是可以预测到的。如果气候学家能了解到更多的信息，即使无法预测到单一地区未来某一天的天气，也能从总体准确预测到这一地区的气候变化。

上世纪60年代，科学家已经利用老式电脑构建了地球气候变化的第一代模型。现在，世界各地已经有大约30个研究小组在使用超级计算机进行气候模拟试验。这些研究小组达成的共识是，如果温室气体排放继续上升，地球生态环境将发生极大变化。Schmidt所长从自己的电脑里展示了一张动态图片，图片上用不同的颜色表示全球各地的平均温度，颜色越红代表气温越高。随着时间向前推移，这些地区的颜色变得越来越红。Schmidt所长解释说，未来北极冰川持续融化，

全球变暖，纽约的平均气温或许会变得和现在迈阿密一样。

对于这些预测，气象学家们到底有多大把握呢？Schmidt所长说：“依靠大数据和现代计算机的演算能力，科学家对这些预测结果非常有信心。”模型可以准确模拟出地球现在的气候，这是气象学家进行这些气候预测的理论基础。

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用大数据预测更有信心

气象学家对预测结果的信心体现在很多方面。Schmidt所长列了很长一个问题列表进行解答。比如，这些模型可以重现冰川时代的气候情况吗？可以；由不同研究小组搭建的模型是否都指向了类似结果？是的；利用模型进行的短期气候预测最终实现了吗？是的。

这些列表中的问题大多有着肯定的回答，因此Schmidt所长认为有理由保持乐观，这些模型确实能起到一定作用，用模型分析出的气候预测也有相当的准确性。

当然，即使模型再准确，也不可能顾及到所有细节。但不管怎样，气候学家最终还是可以用这些模型来进行宏观层面上的预测。

最后，再祈祷一下不靠谱的“少司命”，让雾霾赶紧烟消云散，还天朝一片晴朗天空吧！

（注：本文由记者mifeng及编译作者jinyounan共同完成。）