2021年3位同獲諾貝爾物理學獎者之一，美籍日裔氣象學博士真鍋淑郎，他研發氣候模式，以模擬大氣中二氧化碳濃度增加，如何導致地表升溫，現年已逾90歲的真鍋淑郎，自1960年代起即開始研究地球大氣溫室效應議題，於1969年率先發表「大氣、海洋結合模型」，被美國媒體稱為「溫室效應之父」。
1990年代一般大眾才開始注意到全球暖化的議題，隨著全球暖化的觀測證據越來越多，科學家們不禁驚嘆30年前真鍋的物理直覺，並建構能掌握影響大氣溫度的重要模型，進而能準確預測二氧化碳對氣溫和地表溫度的影響。除準確預測地表升溫幅度外，也能正確的模擬出二氧化碳增加會造成對流層頂上升及平流層冷卻現象，由將近50年來的觀測資料證實，這是人為造成氣候變遷的重要證據之一。
1980年代真鍋的第一個全球海洋與大氣環流的耦合模式誕生，預測在二氧化碳的影響下，陸地將增暖得比其鄰近的海洋快，使北半球因陸地最多的中高緯度暖化速度將高於全球；同樣處於中高緯度，極地上升流使得陸地較少的南大洋升溫緩慢。這些在1980年代即已做出的預測，和2021年8月聯合國政府間氣候變化專門委員會所發布的氣候變遷第6次評估報告相吻合；該氣候模式也預測水循環增強，根據熱力學定理，在相對濕度不變情況下，溫度每增加1℃，大氣中的水氣含量大約增加7%，水循環增強乃促使原就潮濕的熱帶雨林增加降雨量、副熱帶海洋蒸發則更為旺盛，促使全球乾濕季之降雨變化也加劇。目前二氧化碳比工業革命前已增加約50%，全球均溫已上升超過1℃，支持前述理論的觀測證據越來越多；目前氣候學家們在真鍋的模式基礎下，繼續鑽研多種影響之因子，且跨尺度之間的交互作用；隨著理論、觀測和模式3者的日趨完善，以及近年來大數據第4大工具的加入，氣候學家們正持續研究雲這個複雜的因子對暖化幅度的影響，並定量評估颱風、暴雨及乾旱等極端天氣事件在未來的變化。
全球暖化導致對流層頂上升、增強雷暴與飛航亂流程度
大氣科學稱靠近地球表面的大氣層為對流層，常見的風、霜、雨、雪、冰雹、霧霾等，所有天氣現象都發生在此層，人類和所有生物也都生活在這裡，因此和我們關係最為密切。對流層大約占大氣層總質量的75%和90%以上水汽之質量，因密度最大所以厚度最薄，從地表申展向上8～18公里高度各地不等，低緯熱帶區對流旺盛，因此對流層較厚，赤道附近約18公里，厚度向兩極地區遞減，極地地區約只8公里厚，受溫度的影響，每年夏季要比冬季更厚一些。對流層頂是對流層和平流層之間一個明顯的過渡層，對流層頂高度和溫度變化間之關係已成為全球氣候變化的重要指標。 （相關報導： 張泉湧觀點：全球暖化造成海洋熱含量與極端氣候災難創新高 ｜ 更多文章 ）
加拿大多倫多大學Jane Liu團隊，2021年11月5日於《科學進展》撰文指稱，研究分析氣壓、溫度和濕度等大氣資料，並使用GPS衛星數據，追蹤1980～2020年期間對流層頂的變化，發現北半球2001～2020年期間，對流層頂高度每10年上升約53.3公尺，比1980～2000年的增高速度略快。這種增高速度業已排除自然氣候變化的任何其它影響，如火山爆發，因此，增高是由氣候變化所獨立造成的。由於目前大氣中溫室氣體濃度正急劇增加，對流層變暖並向上擴展，導致對流層頂被推向更高處，因此對流層頂高度的向上擴展，成為氣候變化的敏感指標，可能影響大氣環流改變，並加劇極端氣候發生。
