To av vinnerne, Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann, tildeles prisen for sitt arbeid med modellering av jordens klima.

På 1960-tallet viste Syukuro Manabe hvordan karbondioksid i atmosfæren førte til høyere temperaturer på jordoverflaten. Han ledet arbeidet med å lage modeller over jordens klima, og la grunnlaget for dagens klimamodeller, ifølge Nobelkomiteen for fysikk.

Klaus Hasselmann tildeles prisen for å ha skapt en modell som kobler vær og klima. Komiteen mener han svarer på spørsmålet om hvordan vær kan være kaotisk og uforutsigbart, samtidig som klimaet kan spås langt frem i tid.

– Modellering av klima er basert på velkjent fysikk

Nobelkomiteen i fysikk ble spurt om de ville sende en beskjed til verdens ledere ved å tildele halve prisen til disse forskerne.

– Dette er en fysikkpris. Og det vi sier, er at modelleringen av klima er basert på fysikkteori og velkjent fysikk, sa Thors Hans Hansson, professor i teoretisk fysikk ved Universitetet i Stockholm og leder for nobelkomiteen i fysikk.

– Vi anerkjenner her kjernen av hvordan klima forstås og modelleres. Så vår beskjed er at vi tror på fysikk, og at vi anerkjenner at nye fenomener krever at du ser på alle de individuelle, kompliserte fysiske mekanismene og knytter dem sammen for å komme med en forutsigelse, sa komitemedlem John Wettlaufer.

– Vi må handle nå av hensyn til fremtidige generasjoner

Den andre halvdelen av prisen gis til Giorgio Parisi. Han anerkjennes for sitt arbeid med skjulte mønster i komplekse systemer. Parisi deltok på pressekonferansen og svarte på spørsmål fra de fremmøtte journalistene.

– Jeg ble veldig lykkelig. Jeg forventet det ikke, men jeg viste at det var en ikke neglisjerbar mulighet, sa Parisi da han ble spurt om han var overrasket over å bli tildelt nobelprisen i fysikk.

Han ble også spurt om han hadde et budskap til verdens ledere, som snart samles til klimatoppmøte i Glasgow.

– Vi er i en situasjon hvor både negativ og positiv feedback kan akselerere temperaturøkningene. Vi må handle nå av hensyn til fremtidige generasjoner, sa Parisi.

– Dette er gledelig

Bjørn Hallvard Samset er fysiker og klimaforsker ved CICERO. Han er fornøyd med årets pris.

– Dette er veldig gledelig på mange nivåer, sier Samset.

– Det er en ekstremt fortjent pris til dem personlig. Så er det også en annerkjennelse av hvor mye fysikk og naturforståelse som egentlig har måttet til for å få den helhetsforståelsen vi har av klima og dermed også klimaproblemene i dag.

Det er første gang nobelprisen i fysikk går til forskning på klima. Paul J. Crutzen fikk nobelprisen i kjemi sammen med Mario J. Molina og Frank Sherwood Rowland i 1995. Det var for deres arbeid innen atmosfærekjemi, spesielt for å ha påvist sammenhengen mellom KFK-gass og nedbrytingen av ozonlaget.

La grunnlaget for klimamodellering

De tre forskerne er pionerer på hvert sitt felt, sier Samset.

Syukuro Manabe har lenge vært en opplagt kandidat til nobelpris på grunn av hans forskning på klima, sier Samset.

– Det første du må når du skal forstå klima, er å forstå energibalansen mellom jorda og sola, samt drivhuseffekten. Det er relativt rett fram.

– Men dette er ikke hele jorden, du trenger så mye mer. Du trenger særlig lufta, hvordan lufta varmes opp og beveger seg, hvordan vanndamp og fuktighet reagerer, og så videre, sier Samset.

Manabe klarte å lage en matematisk modell hvor han begynte å utforske dette. På 1960-tallet var ikke datamaskinene spesielt kraftige. Det måtte forenkling til.

– Han forenklet det ned til en kolonne, en vertikal søyle. Du kan tenke deg en luftsøyle oppover, med bakken nederst og solinnstråling øverst, så har vi CO2 og luft. Så ser du hvordan lufta beveger seg.

– Det var en genial forenkling. Da kunne man regne på det, sier Samset.

Ifølge nobelkomiteen var Manabe den første personen som utforsket samspillet mellom strålingsbalanse og vertikal transport av luftmasser.

Ved hjelp av modellen fant han en klar effekt av CO2. Modellen viste at oppvarmingen måtte skyldes CO2. Den predikerte at temperaturen steg mest nær bakken, mens den øvre atmosfæren ble kaldere. Hvis sola var ansvarlig for oppvarmingen, skulle hele atmosfæren ha blitt varmere, ifølge nobelkomiteen.

Det store og det lille

Giorgio Parisi får prisen for utviklingen av teoretisk forståelse av komplekse systemer. Også klimaet er et komplekst system.

– Du må ha teorier for hvordan noe som er lite og støyete kan påvirke noe som er stort og treigt, altså kompleksiteter og variasjoner på tvers av skalaer, sier Samset.

Klaus Hasselmann koblet klimaet og de små variasjonene som er været.

Han laget en såkalt stokastisk klimamodell som har sannsynlighet bygget inn i seg, ifølge nobelkomiteen. Han fikk inspirasjon fra «brownske bevegelser», også kalt virrevandring, som er uregelmessige bevegelser av partikler i en væske eller gass.

– Den klassiske innvendingen er hvordan du kan forutsi klimaet over 100 år når du ikke klarer å forutsi været tre dager fram en gang. Svaret på det ligger i den felles forståelsen som disse har laget, sier Samset.

Fugler som danner former på himmelen

– Klima er superspennende, og dette er på høy tid. Klimamodellering har blitt kjempeviktig så det var kanskje ikke så overaskende at det kom en pris der, sier Are Raklev til forskning.no. Han er teoretisk fysiker og professor ved Universitetet i Oslo.

Raklev kjenner godt til den teoretiske fysikeren Giorgio Parisi.

– Han har jobbet innenfor store deler av fysikken. Han har jobbet med alt fra høyenergifysikk til det som kalles kondenserte faser, altså hva som skjer inne i materialer.

Parisi er blant annet kjent for Altarelli-Parisi-ligninger, som beskriver hvordan kvarker oppfører seg inne i atomkjerner.

- Parisi er erkebildet på en teoretisk fysiker. Han jobber med det rent abstrakt matematiske og finner nytte for det for veldig mange forskjellige områder, sier Raklev.

Hovedtemaet for det Parisi jobber med er komplekse systemer. Dette er systemer som basert på enkle grunnregler men som utviser kompleks i oppførsel, forklarer Raklev.

– Et eksempel som ofte blir brukt, er hvordan en stor flokk med småfugler flyr. Når de flyr ser de ser de ut som en bølge på himmelen og det dannes former. Det er en kaotisk oppførsel, for det er ikke akkurat sånn at disse fuglene prøver å danne former.

De har en grunnleggende oppførsel som er relativt enkel, men som fører til en komplisert oppførsel i flokk.

Kaotisk vær

– Det viser seg at man kan beskrive kompleksitet på veldig mange nivåer. Kompleks oppførsel finnes på elementærpartikkelnivå opp til makroskopisk nivå, sier Raklev.

– På hvilken måte er dette relevant når det gjelder klima?

– Det nobelkomiteen gjør, er at de trekker linjer mellom dette, sier Raklev.

Klima har også noen relativt enkle grunningredienser. Vi har atmosfæren, sol, luft og så videre. Det gir likevel et system som oppfører seg komplekst.

– Alle vet jo hvor overraskende vær kan være, i alle fall vi som kommer fra Trondheim som er vant med fire årstider om dagen.

Kun fire kvinner har fått nobelprisen i fysikk

Det er blitt delt ut 115 nobelpriser i fysikk siden år 1901.

Kun ved fire anledninger har det vært kvinner blant vinnerne. 47 menn er blitt tildelt en nobelpris i fysikk uten å måtte dele prisen med andre. Ingen kvinne har noen gang fått den samme anerkjennelsen fra Nobelkomiteen for fysikk.

Marie Curie fikk en fjerdedel av prisen i 1903 for sin forskning på radioaktivitet. Nobelkomiteen tildelte Maria Goeppert-Mayer halve prisen i 1963 for sine bidrag til teorien om skallmodellen for atomkjernen.

Men noe har skjedd på de siste fire årene. Siden 2018 har like mange kvinner fått nobelprisen i fysikk, som på de 114 årene før.

Donna Strickland fikk en tredjedel av prisen i 2018 for sin forskning innen laserfysikk. Du kan lese mer om prisen som gikk til Strickland og de andre laserfysikerne i 2020 i denne forskning.no-artikkelen.

Astronomen Andrea Ghez var en av tre vinnere i år 2020. Hun ble belønnet for sitt arbeid med sorte hull.

• Les mer: Nobelprisen i fysikk til sort hull-forskere: – En svært velfortjent pris