科学家视角下的气候科学故事
研究人员向我们介绍了各自领域取得的重大进展…… 该时间线最初发表于 The Conversation 。
1823
“Alexander von Humboldt 绘制了第一张世界等温线图。他阐明了由于太阳能分布不均以及洋流对其重新分配而导致的地球温度分布。他强调了海洋在气候中的重要作用，被认为是气候学和海洋学的先驱。”
Mireille Lefèvre, 海洋生物学和太阳辐射研究员。
1824
“Joseph Fourier 创立了气候物理学（行星会调整自身温度以抵消能量失衡）和温室效应原理。”
Jean-Louis Dufresne, 气候物理学研究员，研究气候变化、反馈和辐射能量交换。
1840
“Louis Agassiz（采纳了 Charpentier 的建议）提出，不规则的石块不是由洪水造成的，而是由冰川的延伸造成的。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1867
“James Croll（采纳了 Adhémar 的建议）提出，进动周期（以及自古以来已知的地球相对于太阳的位置）可能导致冰川周期。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1873
“开始系统的海洋探险（特别是挑战者号探险）。”
Gilles Reverdin, 海洋学家。
1896
“Svante Arrhenius 提出与Croll不同的观点，即冰川作用与二氧化碳的减少及其温室效应有关。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1930
“Milutin Milanković 计算了地球在每个纬度接收到的能量，并指出其在北纬 65° 处的变化非常显著，可以引发冰川作用或冰川消融过程。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1938
“Guy Callendar 发表了首份全球变暖的直接观测证据。他收集了全球147个地点的温度测量数据，并估计1880年至1935年间，全球各大洲的平均气温上升了约 0.3 K （或 °C ）。他还提供了大气中二氧化碳含量上升的证据，并指出这种上升解释了大约一半的观测到的变暖现象。”
Ed Hawkins, 气候变化专家。
1940 年代至 1950 年代
美国海洋学家 Henry Stommel 首次描述了由海水温度和盐度差异引起的海洋总体环流（称为温盐环流）。温盐环流是一个贯穿所有海洋的巨大环路，包含深层洋流和表层洋流，墨西哥湾流就是其中一个例子。
Anny Cazenave, 空间大地测量学专家，应用于地球研究（地球形状和重力、空间水文学和海洋学、海平面和气候）。
1942
“Carl-Gustav Rossby 及其关于 “罗斯贝波” 的研究，是分析和理解海洋和大气动力学的重要一步。”
Gilles Reverdin, 海洋学家。
1945 - 1950
“计算机的发展和基于（非线性）Navier-Stokes 方程的流体数值模型的建立是一大进步，这些模型尤其适用于地球大气。这使得我们能够模拟区域乃至全球范围内数日时间间隔的大气环流。这项工作主要在英国（天气是那里人们最常谈论的话题）和美国开展。数值模型的应用至今仍是自然现象研究的重要组成部分。”
Pierre Morel, 大气科学物理学家。
1955
“Cesare Emiliani 利用有孔虫钙质壳中的碳酸盐同位素（¹⁸O）追踪海洋岩心中的 15 多个冰川周期，并将其与天文学理论联系起来。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1957
“第一颗人造地球卫星发射。”
Anny Cazenave, 空间大地测量学专家，应用于地球研究（地球形状和重力、空间水文学和海洋学、海平面和气候）。
1958
“极值统计理论的诞生，由 R. Fisher、L. Tipett 和 E. Gumbel 共同创立。
该理论描述了随机变量的大幅波动，就像高斯理论描述均值一样。Gumbel 是第一个将其应用于水文问题的人。该理论如今已成为 ESTIMR 团队（隶属于气候与环境科学实验室）文化的一部分。我在 1988 年发现了这个理论，当时我在 Ponts et Chaussées 学院读二年级，在一门极值统计课程中学习到了它。”
Pascal Yiou, 统计气候学研究员。
“首次对大气中的二氧化碳进行 [可靠的] 测量。”
Frédéric Parrenin, 冰芯测年专家。
1963
“Edward Lorenz 的论文描述了确定性系统中的混沌。这为非线性系统、可预测性和可变性描述等一系列研究打开了大门。
1987年，我在 Ponts et Chaussées 学校一年级快结束的时候，在一门关于微分方程和动态系统定性分析的课程中发现了这篇文章。我的‘项目’是编写洛伦兹模型方程的求解程序，并将其对初始条件的敏感性可视化。这对我来说是一个启示。30多年后，我仍然在用这个模型来定义确定性系统中的概率。”
Pascal Yiou, 统计气候学研究员。
1964
“Willi Dansgaard 发表了使用水同位素作为温度示踪剂的文章。”
Anaïs Orsi, 古气候学家，专门研究冰芯。
1967
“Manabe 和 Wetherald 首次估计了二氧化碳翻倍的响应，并考虑了水蒸气反馈，表明了水蒸气反馈的重要性。”
Jean-Louis Dufresne, 气候物理学研究员。
"在简化气候模型（无云反馈）中响应全球变暖的水蒸气反馈的参数化和评估。"
Hervé Douville, 气候变化及其对水循环的影响的建模和分析研究员。
1968
“Dansgaard 等人发表了 Camp Century 冰芯（80,000 年历史）的 18O 种成份，并将其与欧洲寒冷事件联系起来。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1969
“美国和法国科学家在NASA（美国 Williamston）举行会议，制定从太空研究海洋的计划。会议首次讨论了空间测高技术。”
Anny Cazenave, 空间大地测量学专家，应用于地球研究。
1976
“Hays、Imbrie 和 Shackleton 发表了一项研究，该研究分析了一个已测定年代的印度洋海洋岩心，并确定了碳酸盐同位素作为冰体积的指标。作者认为，他们的研究证实了 Milanković 的理论。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1979
“全球大气研究计划（GARP）的首次全球实验，以及开始系统地使用实地测量和卫星数据监测全球大气和海洋演变。”
Gilles Reverdin, 海洋学家。
“一个重要的步骤是开发快速收集（几小时内）全球气象观测数据的方法，主要在美国、俄罗斯和法国。
配备仪器的人造卫星的发展使得远程测量某些大气参数成为可能，包括地面和大气温度、云量，有时还包括风速。这项工作由 GARP 框架内的一个委员会负责全球协调，该委员会汇集了大学研究人员和业务气象服务机构，我作为法国代表是该委员会的成员。”
Pierre Morel, 大气科学物理学家。
“Charney 报告宣布了全球变暖，并提出了气候敏感度的估计（大气中二氧化碳含量翻倍后，达到平衡时温度升高在 1.5 °C 到 4.5 °C 之间）。”
Jean Jouzel, 气候变化研究员（2002 年至 2015 年 IPCC 第一组副主席）。
“Charney 报告是第一份关于全球变暖和气候敏感性估计的综合报告。”
Jean-Louis Dufresne, 气候物理学研究员，研究气候变化、反馈和辐射能量交换。
1980
“Delmas、Ascencio 和 Legrand 开发了一种可靠的技术来测量冰泡中的二氧化碳。他们观察到，2万年前的冰河时期，二氧化碳含量较低。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
1982
数据来源: Kindler et al. (2014). 制作: © Même Terre.
“根据 Camp Century 和 Dye 3 冰芯测量的水同位素，在格陵兰岛发现了被称为 ‘Dansgaard-Oeschger’ 的快速变暖事件。”
Xavier Faïn, 古气候学家，致力于通过冰芯重建过去大气成分的变化，以便更好地描述自然气候变化或其在人为压力下的近期变化。
1984
“J. Hansen 等人首次对气候系统反馈进行了全面分析。”
Jean-Louis Dufresne, 气候物理学研究员。
制作: © Même Terre.
“Mark Meier 指出，尽管山地冰川在地球上只占很小的面积，但它们融化得非常快，贡献了海平面上升的三分之一。”
Étienne Berthier, 冰川学家。Étienne Berthier 利用地球卫星的图像研究山地冰川的演变，以更好地理解它们对气候变化的响应及其对海平面上升的贡献。
1987
“发表了 16 万年前的 Vostok 冰芯分析记录。《自然》杂志发表了三篇文章：温度、二氧化碳以及两者之间的相关性研究。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
Frédéric Parrenin, 冰芯测年专家。
“这些主要结果后来得到证实，并于 1990 年构成了第一份 IPCC 评估报告的第二张图。”
Xavier Faïn, 古气候学家。
1988
“成立政府间气候变化专门委员会（IPCC）。”
Frédéric Parrenin, 冰芯测年专家。
1989
“Lawrence Livermore 国家实验室（LLNL，美国）创建了气候诊断与比对项目。该项目的官方目标是增进对不同气候模型之间差异的理解。该项目的第一个主要项目——大气模型比对项目（AMIP）———于一年后启动。这使得气候模型研究人员首次能够在同一个机构下，来比较和评估相似条件下大气环流模型的性能。到1995年，已有31个模型小组参与了该项目，几乎代表了整个大气模型界。”
Ludovic Touzé-Peiffer, 对流建模和气候科学史的研究员。
1990
“Lorius、Jouzel、Raynaud、Le Treut 和 Hansen 撰写的科学论文比较了 Vostok 冰芯和首个大气环流模型报告的气候对二氧化碳和甲烷变化的敏感性。温室气体被认为对冰期和间冰期之间的气温变化做出了 50% 贡献。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
“Robert Cess 等首次比较了不同气候模型之间的反馈，并强调了云在气候敏感性不确定性中的主导作用。”
Jean-Louis Dufresne, 气候物理学研究员。
“日益复杂的数值模型几乎被广泛应用于解决所有与自然现象演变相关的问题，而无需离开办公室，包括对未来气候和生态变化的 ‘预测’。在科学层面，这些工作由专注于物理层面的世界气候研究计划（WCRP）协调，而一个非正式的研究人员 ‘联盟’ 则鼓励在国际地圈-生物圈计划（IGBP）框架内研究化学和生物过程。遗憾的是，这项工作尚缺乏来自于影响全球环境的极其复杂的实地观测的充分基础支持。我本人在世界气象组织 WCRP 项目成立后的最初十二年里担任 ‘主任’。”
Pierre Morel, 大气科学物理学家。
1991
“首次定量估计了气溶胶-辐射相互作用引起的辐射强迫。”
Olivier Boucher, 气候学家。
1992
“发射法美联合测高卫星 Topex/Poseidon，用于海洋研究，特别是洋流。”
Anny Cazenave, 空间大地测量学专家，应用于地球研究。
1993
数据来源: Kindler et al. (2014). 制作: © Même Terre.
“格陵兰岛的冰芯证明了气候突变的存在（持续数年或数十年），上一个冰河时代记录了数十起这类事件。”
Jeremy Shakun, 古气候学家。
1994
“首次定量估计了气溶胶-云相互作用引起的辐射强迫。”
Olivier Boucher, 气候学家。
1996
“继 AMIP 项目取得成功后，科学家决定围绕耦合大气环流模式（GCM）组织一个类似的项目，即将大气和海洋模式耦合起来。这标志着耦合模式比较计划第一阶段（CMIP1）的启动，其目标是测量和了解耦合 GCM 模式模拟当前气候的能力。”
Ludovic Touzé-Peiffer, 对流建模和气候科学史的研究员。
1997
“启动耦合模式比较计划第二阶段（CMIP2），该计划比较了耦合模式模拟的、由大气二氧化碳年均增加 1% 引起的气候变化。第二阶段为增强关于人为气候变化的论述的可靠性提供了重要契机。CMIP1 和 CMIP2 在 IPCC 第三次评估报告中发挥了重要作用。”
Ludovic Touzé-Peiffer, 对流建模和气候科学史的研究员。
1999
“《自然》杂志发表科学文章《基于 Vostok 南极冰芯的过去 42 万年的气候和大气历史》。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
“J.R. Petit 在《自然》杂志上发表的文章表明，冰川周期期间二氧化碳浓度与南极温度之间存在很强的相关性。”
Anaïs Orsi, 古气候学家，专门研究冰芯。
“根据多项指标重建的全球气温表明，最近的变暖是近一千年来前所未有的。”
Jeremy Shakun, 古气候学家。
2003
“Larsen B 冰架正在崩解：我们已经知道冰盖融化速度可能非常快。自此次事件以来，冰流模型已被彻底改写。”
Anaïs Orsi, 古气候学家，专门研究冰芯。
2004
“2004 年，Crisp等宣布启动 OCO（轨道碳观测站）任务，这标志着温室气体光谱学领域的重要发展。随后，许多其他任务也相继启动，例如 GOSAT、OCO-2、TANSAT、MicroCarb、MERLIN 等等。
这是首次致力于绘制温室气体汇和源图的任务。特别需要指出的是，为了实现这一目标，需要通过卫星测量的光谱确定整个大气柱中二氧化碳摩尔分数（即浓度）的积分精度高于千分之几。这要求二氧化碳以及更普遍的温室气体光谱参数达到前所未有的精度。为了满足这一需求，国际社会在分子光谱和光学测量领域做出了巨大努力。多种高分辨率、高灵敏度的实验技术被开发，并用于在实验室中精确测量温室气体的光谱响应 […]。在光谱特征建模中，一些以前被忽视的细微效应也被考虑在内 […]。先进的分析技术也正在开发中。自那时起，总共开展了数百项研究，并且仍在继续开展其他研究，以精确表征温室气体的光谱特征。”
Ha Tran, 研究员，专攻温室气体分子光谱、光谱建模和辐射传输。
数据来源: Jouzel et al. (2007). 制作: © Même Terre.
“EPICA Dome C 的冰芯：80 万年的温度。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
Xavier Faïn, 古气候学家。
2005
“通过 Argo 自动浮标对海洋区域进行全面覆盖，定期测量海表 2000 米以下的温度和盐度。”
Anny Cazenave, 空间大地测量学专家，应用于地球研究。
2007
“Nassim Taleb 的著作《黑天鹅》探讨了不太可能但可能发生的事件及其动态。这本书也反思了我们的科学实践，即在可能不存在的原因中寻找原因。”
“我在 2013 年发现了这本书以及 Taleb 等人（比如 Didier Sornette，我在加州大学洛杉矶分校时曾与其共事）的著作。我对极端事件的描述及其可预测性很感兴趣。这本书让我了解了很多 ‘史无前例’ 事件。现在，我们看到越来越多的科学项目探讨 ‘黑天鹅’。”
Pascal Yiou, 统计气候学研究员。
2008
北半球的季节循环更为明显，北半球涵盖了大部分陆地：光合作用在春季和夏季吸收二氧化碳；秋季和冬季，落叶会释放碳。右图显示了二氧化碳浓度随时间的变化，并以全球平均值为基准。
“EPICA Dome C 的冰芯：80 万年的二氧化碳（Lüthi et al., 2008）。”
Jean-Robert Petit, 冰川学家。
2014
“Ben Marzeion 及其同事表明，自 1850 年（小冰期结束）以来的山地冰川质量损失很大程度上可归因于自然气候变化。然而，1991 年至 2010 年间 70% 的冰川损失归因于人为强迫。”
Étienne Berthier, 冰川学家。
2021
“太空中搭载的众多传感器定期监测海洋状况，测量洋流、海面温度和盐度、浮游植物叶绿素浓度、海面风和海浪，以及与全球变暖相关的海平面上升。”
Anny Cazenave, 空间大地测量学专家，应用于地球研究。