《大气在给定相对湿度分布下的热平衡》
把整片天空收成一根气柱、令辐射与对流相平衡，便算出：CO₂ 加倍使地面升温约 2 °C，而平流层反而变冷。
要怎样预报一整颗行星的气候？真锅淑郎与韦瑟拉尔德的起手式，是把整片天空缩成一根气柱——而他们得到的答案，竟与我们今天所信的相去不远。
把这个想法拆开看
想象把大气缩成一根高高的气柱。阳光加热地面；近地面的暖空气上升、混合，把热量带向高空；而从顶端，行星又把热量辐射回太空。当每一层的进出热量都相抵时，这根气柱便从底到顶有了一个安定的温度。
真锅与韦瑟拉尔德把这种平衡的物理写成方程，在计算机上求解。然后做了那个关键实验：添入更多二氧化碳，让气柱找到新的平衡。CO₂ 加倍，地面升温约 2 °C——而出人意料的是，高处的平流层反而变冷了。这种分裂——下暖上冷——正是温室气体在起作用的指纹，而非太阳变亮。
有史以来最具影响力的气候论文
真锅淑郎从日本来到美国一所不大的气象研究实验室；韦瑟拉尔德则是与他一起建造并运行模型的同事。温室效应的想法很古老——早在 1896 年阿伦尼乌斯就估算过 CO₂ 增暖——但早先的计算机尝试总是出毛病，有时一路冲到不可能的温度。症结在于一个关于水汽的微妙抉择。真锅与韦瑟拉尔德的解法，是让空气的「相对」湿度保持稳定，于是越暖的世界自动含有越多水汽，以一种受控的方式再添增暖。仅凭这一点洞见，模型就变得稳定而可信。几十年后，在 2015 年的一次投票中，气候科学家把这篇 1967 年的论文选为本领域史上最具影响力之作；2021 年，真锅淑郎也凭由它开启的这条研究路线分享了诺贝尔物理学奖。
它为何重要
在此之前，「CO₂ 究竟会让地球暖多少」这个问题，只有粗糙而争议不休的答案。真锅与韦瑟拉尔德把它变成了一项立足于真实辐射物理的计算，并得出一个数字——加倍约 2 °C——在此后六十年远为庞大的模型里，它几乎纹丝未动。他们还交给我们一种把「原因」与「巧合」分开的办法：太阳变亮会加热整片大气，而 CO₂ 增多却是地面变暖、平流层变冷。此后卫星正好看到了这一幕，这也是「今日的增暖由温室气体驱动」最有力的证据之一。
话筒凑近了喇叭
水汽反馈的运作，就像把话筒凑近它自己的喇叭。一点声音被收进去、被放大、播出来、又被收进去——一轮比一轮响。在这里，一点 CO₂ 增暖让空气含有更多水汽，水汽又添增暖，于是又含更多水汽。它和那刺耳的扩音系统不同之处在于：这个回路会安定下来，而非失控——每一轮添的都比上一轮少，最终落在「CO₂ 单独所能造成的增暖」的约两倍上。
之前与之后
这条线索笔直地穿过本馆。斯万特·阿伦尼乌斯（1896）最早用手算出 CO₂ 增暖；查尔斯·基林（1960）证明了 CO₂ 确实在上升，把一场思想实验变成了一则关于我们自身未来的预报。真锅与韦瑟拉尔德二人，则补上了可信的物理。再往后便是规模：到 1975 年，同一支团队已把这根气柱长成了关于整片环流大气与海洋的三维模型——也就是今天 IPCC 所倚赖的全球气候模型的祖先。
Radiative convective equilibrium of the atmosphere with a given distribution of relative humidity is computed as the asymptotic state of an initial value problem.