本文发表在《大众科学》的前博客网络上，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
地球的气候正在变化，我们必须决定如何应对。现有的气候模型都预测会进一步变暖，但就我们目前所知，这种趋势可能从温和可控到构成生存威胁。面对如此大的不确定性，很难就行动方案达成一致。因此，我们建议成立一个高分辨率气候模型国际倡议，旨在提供更可靠的长期预测。
要了解气候变化对人类来说是灾难性的还是仅仅是不便，需要科学界采取比目前更协作的气候模型开发方法。简而言之，我们必须尽可能准确地进行预测，而且共同努力会比我们单独行动做得更好。在这方面，我们可以从其他大型科学项目中获得启发。
例如，位于欧洲核子研究中心的LHC（大型强子对撞机）。虽然严格来说是一个欧洲机构，但CERN实际上是一个非常国际化的合作项目。它允许粒子物理学家共同完成任何一个国家都无法（或不想）单独完成的事情。或者想想欧洲中期天气预报中心，它被公认为产生世界上最熟练的模型——这是国际层面合作的另一个非常成功的例子。气候科学也需要一个国际中心——不是为了取代国家倡议，而是为了汇集人力和财力资源。
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目前，做出更准确的气候预测的最大障碍是计算能力有限。我们知道控制地球气候的方程式，并且了解它们所耦合的相关物理和生物过程。但是，我们无法在目前可用的超级计算机上足够准确地求解这些方程式。
现有气候模型中可以表示的尺度范围相对较小，这意味着它们无法从第一原理模拟许多基本过程。相反，这些过程是通过相对简单的公式来表示的，称为参数化。这些参数化通常缺乏强大的经验或理论基础，是我们气候模型中产生较大系统误差的根源。在温度、降雨和风等量中，这些误差通常与我们希望预测的气候变化信号一样大或更大。
这些误差也限制了我们从国际卫星舰队获得的庞大数据集中提取有价值信息的能力。
如果我们能将模型的分辨率提高到大约1公里（0.6英里），那么我们就可以避免那些是做出更准确预测的最大障碍的参数化：热带风暴系统、山脉对云形成和风的影响，以及涡流对大规模海洋环流的影响。通过使用物理定律而不是参数化来描述这些过程，我们可以大幅减少系统误差。分辨率也是包括陆地表面、海冰和冰盖细节的关键，以便更好地恢复这些结构引起的复杂反馈，更好地同化观测数据，并评估影响。
这是一个雄心勃勃的研究计划，如果没有计算能力、数据处理和数据存储能力的显著提高，是不可能进行的。然而，要取得成功，一个国际气候中心必须不仅仅是专用的硬件；它必须将科学家和技术专家聚集在一起，并有明确的目标感。
气候科学界仍然可以从实施现代软件开发技术和探索新型计算机技术中获益良多。即使在非常高分辨率的模型中，一些参数化仍然会存在（例如，对于云微物理或陆地表面过程），这些参数化可以进一步改进，也许可以受益于随机方案和使用人工智能的更多数据驱动方法。
除了更有效率之外，随机方法的另一个好处是可以直接且系统地评估预测中的不确定性，而不是像目前那样事后评估。特别是在区域尺度上，这将导致对未来气候的估计更加清晰和可信。
该中心产生的所有数据和软件都将提供给任何人，包括公众。但可用本身并不意味着非专业人士可以轻松理解这些信息。因此，该中心的一项重要任务将是利用信息技术的进步，使每个人都能够分析和互动模拟系统，以预测未来天气变化。
想象一下城市规划者，甚至公民，自己探索温室气体排放增加以及当地适应措施对预期半个世纪后可能出现的热浪的影响。这是每个人，尤其是政策制定者和科学撰稿人应该掌握的信息。
这样一个国际气候中心的成本约为10亿美元，分10年摊销。这不到任何一年因自然灾害造成的损失的1%，而其中与气候相关的损失比例正在增加。与我们各国在未来几十年内将不得不花费数万亿美元来采取措施减缓和适应气候变化相比，这项投资更是相形见绌。这里提出的高分辨率计算将为明智地指导这些更大的投资提供基本信息。这笔钱花得值得。
我们已经制定了详细提案，作为极端地球倡议的一部分，建立一个国际气候中心，其中包括气候科学和地球物理学。这项重要的倡议由18个欧洲机构合作开发，并得到全球130个机构的认可，但由于缺乏资金支持，面临被放弃的风险。
我们坚信，我们需要在国际气候中心进行的研究，以便做出明智的政策决策，而不是在盲目无准备的情况下跌跌撞撞地进入一个变暖的世界。我们的未来取决于我们准确理解我们行为的后果。因此，我们呼吁有关各方签署我们的提案。