本文發表在《大眾科學》的前部落格網路上，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
地球的氣候正在變化，我們必須決定如何應對。現有的氣候模型都預測會進一步變暖，但就我們目前所知，這種趨勢可能從溫和可控到構成生存威脅。面對如此大的不確定性，很難就行動方案達成一致。因此，我們建議成立一個高解析度氣候模型國際倡議，旨在提供更可靠的長期預測。
要了解氣候變化對人類來說是災難性的還是僅僅是不便，需要科學界採取比目前更協作的氣候模型開發方法。簡而言之，我們必須儘可能準確地進行預測，而且共同努力會比我們單獨行動做得更好。在這方面，我們可以從其他大型科學專案中獲得啟發。
例如，位於歐洲核子研究中心的LHC（大型強子對撞機）。雖然嚴格來說是一個歐洲機構，但CERN實際上是一個非常國際化的合作專案。它允許粒子物理學家共同完成任何一個國家都無法（或不想）單獨完成的事情。或者想想歐洲中期天氣預報中心，它被公認為產生世界上最熟練的模型——這是國際層面合作的另一個非常成功的例子。氣候科學也需要一個國際中心——不是為了取代國家倡議，而是為了彙集人力和財力資源。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
目前，做出更準確的氣候預測的最大障礙是計算能力有限。我們知道控制地球氣候的方程式，並且瞭解它們所耦合的相關物理和生物過程。但是，我們無法在目前可用的超級計算機上足夠準確地求解這些方程式。
現有氣候模型中可以表示的尺度範圍相對較小，這意味著它們無法從第一原理模擬許多基本過程。相反，這些過程是透過相對簡單的公式來表示的，稱為引數化。這些引數化通常缺乏強大的經驗或理論基礎，是我們氣候模型中產生較大系統誤差的根源。在溫度、降雨和風等量中，這些誤差通常與我們希望預測的氣候變化訊號一樣大或更大。
這些誤差也限制了我們從國際衛星艦隊獲得的龐大資料集中提取有價值資訊的能力。
如果我們能將模型的解析度提高到大約1公里（0.6英里），那麼我們就可以避免那些是做出更準確預測的最大障礙的引數化：熱帶風暴系統、山脈對雲形成和風的影響，以及渦流對大規模海洋環流的影響。透過使用物理定律而不是引數化來描述這些過程，我們可以大幅減少系統誤差。解析度也是包括陸地表面、海冰和冰蓋細節的關鍵，以便更好地恢復這些結構引起的複雜反饋，更好地同化觀測資料，並評估影響。
這是一個雄心勃勃的研究計劃，如果沒有計算能力、資料處理和資料儲存能力的顯著提高，是不可能進行的。然而，要取得成功，一個國際氣候中心必須不僅僅是專用的硬體；它必須將科學家和技術專家聚集在一起，並有明確的目標感。
氣候科學界仍然可以從實施現代軟體開發技術和探索新型計算機技術中獲益良多。即使在非常高解析度的模型中，一些引數化仍然會存在（例如，對於雲微物理或陸地表面過程），這些引數化可以進一步改進，也許可以受益於隨機方案和使用人工智慧的更多資料驅動方法。
除了更有效率之外，隨機方法的另一個好處是可以直接且系統地評估預測中的不確定性，而不是像目前那樣事後評估。特別是在區域尺度上，這將導致對未來氣候的估計更加清晰和可信。
該中心產生的所有資料和軟體都將提供給任何人，包括公眾。但可用本身並不意味著非專業人士可以輕鬆理解這些資訊。因此，該中心的一項重要任務將是利用資訊科技的進步，使每個人都能夠分析和互動模擬系統，以預測未來天氣變化。
想象一下城市規劃者，甚至公民，自己探索溫室氣體排放增加以及當地適應措施對預期半個世紀後可能出現的熱浪的影響。這是每個人，尤其是政策制定者和科學撰稿人應該掌握的資訊。
這樣一個國際氣候中心的成本約為10億美元，分10年攤銷。這不到任何一年因自然災害造成的損失的1%，而其中與氣候相關的損失比例正在增加。與我們各國在未來幾十年內將不得不花費數萬億美元來採取措施減緩和適應氣候變化相比，這項投資更是相形見絀。這裡提出的高解析度計算將為明智地指導這些更大的投資提供基本資訊。這筆錢花得值得。
我們已經制定了詳細提案，作為極端地球倡議的一部分，建立一個國際氣候中心，其中包括氣候科學和地球物理學。這項重要的倡議由18個歐洲機構合作開發，並得到全球130個機構的認可，但由於缺乏資金支援，面臨被放棄的風險。
我們堅信，我們需要在國際氣候中心進行的研究，以便做出明智的政策決策，而不是在盲目無準備的情況下跌跌撞撞地進入一個變暖的世界。我們的未來取決於我們準確理解我們行為的後果。因此，我們呼籲有關各方簽署我們的提案。