美国削减顶尖地球系统模型资金,科学界震动
顶尖地球系统模型E3SM遭遇资金危机,美国或丧失气候科研领先地位。
二十世纪六十年代,气象学家Edward Lorenz在用早期计算机做天气模拟时,意外发现四舍五入的微小差异竟会导致完全不同的结果。他称之为“蝴蝶效应”:尼泊尔一只蝴蝶扇动翅膀,或许会在纽约引发一场雨。
正因如此,科学家开始意识到,要预测地球的未来,就必须更好地理解初始条件,并弄清楚生物与大气之间复杂的联动。这不仅关乎某个季节里哪里雨伞最畅销,还涉及电网在极端天气中是否能承受压力。
如今,计算机运算能力远非Lorenz时代可比。科学家使用一种名为地球系统模型(ESM)的模拟工具,把物理、化学、生物、水循环统统纳入考量,把地球当作一个彼此推挤的复杂整体。最初的气候模型诞生于上世纪六七十年代,先是大气与海洋模型的耦合,随后逐步加入更多变量,才演进为今天的ESM。
美国能源部花费十多年打造的“能源百亿亿次地球系统模型”(E3SM)便是其中翘楚。它甚至能揭示南极冰层空洞的形状如何影响数千公里外北美海岸的潮汐。这类出乎意料的发现正是其独特价值所在。E3SM不仅能预测洪水等极端天气,还能模拟气候如何冲击电网,显示人与自然如何紧密相连。
然而,这一切正面临被迫中断的风险。在Donald Trump政府提出的预算削减中,E3SM的未来蒙上阴影。其官方网站部分信息已被删除,联邦预算草案更是直接终止其核心职能——气候相关研究。科学家们担心,一旦资金枯竭,不仅研究停滞,连人才都将流失。
能源部曾在2018至2022年间宣布投入约1亿美元,用于E3SM的增强和优化。可眼下,未来投资尚无定论,预算提案更计划在2026年将相关资金从1.1亿美元锐减至3000万美元。与此同时,美国国家科学基金会和国家海洋和大气管理局的预算也在缩减,气候研究遭遇重压。
科学界担心,美国长期积累的领先地位可能拱手让人。德州农工大学的大气科学教授Andrew Dessler直言,美国的科研机构和大学曾是世界羡慕的对象,但如果科学家流失,局面将彻底改写。欧洲研究者Yi Yao也表示,当地学者每日都在关切美国模型的命运,“这是午餐桌上最常见的话题”。
E3SM的目标曾是打造一个“地球数字孪生”,囊括所有物理、化学、生物过程,尽可能逼近现实的地球。但这样的系统开发,已耗费超过十年心血和庞大代码量。倘若资金和人力被掐断,不仅模型可能寿终正寝,更可怕的是科学家群体的断代——资深研究者的培养需要几十年,而他们的流失将带来无法弥补的空白。
有人设想,或许欧洲能接手,甚至复制美国的模型。但专家也提醒,这不仅需要代码,还需要成百上千的专业人才和持续投资。其他国家未必能立刻承接如此重任。
“真正令人不寒而栗的,不只是模型被关闭,而是人才的消失。”Dessler说,“科学家不能凭空生成,少了一代人,你就要为此付出几十年的代价。”
要想理解这一变量对地球未来的影响,或许需要比E3SM更强大的模型。但此刻,科学家们首先要面对的问题,是如何守住手中这份还未完成的“地球之镜”。