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竺可桢 | 中国近五千年来气候变迁的初步研究

2020-01-21  昵称21405...

《中国五千年来气候变迁的初步研究》,系统地总结了中国气候变迁的基本规律,表现在五千年来温度变化上,可以明显地总结出四个温暖期和四个寒冷期。

第一个温暖期从公元前3000年到公元前1100年,即仰韶文化时期到殷商时代。甲骨文记载当时安阳人种水稻是阴历二月下种,比现在早一个多月。北京附近的泥炭层分析表明,五千年前那里生长着大量的阔叶林,代表着相当温和的气候。

第一个寒冷期从公元前1000年到公元前850年,即西周寒冷期。《竹书纪年》记载周孝王时长江、汉水冻结的情况,说明当时的气候比现在寒冷。

第二个温暖期从公元前770年到公元初年,即东周到秦汉温暖期。《春秋》中有鲁国“春正月无冰”、“春二月无冰”、“春无冰”等多次记载。《荀子·富国篇》和《孟子·告子上》载齐鲁地区农业种植一年两熟。

第二个寒冷期从公元一世纪到公元600年,即东汉南北朝寒冷期,这个寒冷期以公元4世纪前半期达到顶点。《资治通鉴》载晋成帝初年,渤海湾从昌黎到营口连续三年全部结冰,冰上可往来车马及几千人的大部队,年平均气温比现在低2—4℃。

第三个温暖期从公元600年到公元1000年,即隋唐时期,其间公元650、689、678年冬季,长安无雪无冰,当时气候温暖可见。

第三个寒冷期从公元1000年到1200年,即两宋时期,此间公元1111年太湖全部结冰,冰上可以通车,1110年、1178年福州荔枝两度全部冻死。

第四个温暖期从公元1200年到1300年,即宋末元代温暖期。1225年,道士丘处机在北京长春宫作《春游》诗云:“清明时节杏花开,万户千门日往来。”说明当时北京气候比现在温暖。

第四个寒冷期从公元1300年到1900年,即明清严寒期。此间,1329年太湖结冰厚达数尺,橘尽冻死。1493年,淮河流域降大雪,从当年九月降至次年二月方止。洞庭湖变成“冰陆”,车马通行。

五千年来,我国气候四个温暖期与四个寒冷期交替变迁,其时间上的差异性是非常明显的。


结论

四十或五十年前,欧美大多数正统气候学家相信,气候在历史时代是稳定的。根据当时的主要权威奥地利的Julius Hann的意见,如果有一个地方做了三十年的温度记载或四十年的降雨记载,我们就能给那个地方建立起一个标准。这个标准能够代表历史上过去和将来若干世纪的 温度和雨量。这种见解,已为世界近数十年来收集的气象资料所否定。在我国,古代作 家如《梦溪笔谈》的作者沈括,《农丹》的作者张标和《广阳杂记》的作者刘献廷,均怀疑历史时代气候的恒定性;且提出各朝代气候变异的事例,记载于上述书籍中。毛主席在《中国共产党在民族战争中的地位》一文中说道:“我们这个民族有数千年的历史,有它的特点,有它的许多珍贵品。对于这些,我们还是小学生。今 天的中国是历史的中国的一个发展;我们是马克思主义的历史主义者,我们不应当割断历史。”对于中国气侯的发展史,中国的文献是一个宝库,我们应当好好地加以研究。

本文的研究仅仅是一个小学生的试探,试图窥探中国的悠久气候史。在中国这样辽阔的面积上和五千年这样悠久的岁月里,人们易于在浩如烟海的二十四史和五千多部方志中找不出头绪而有所迷失。因此,误解和矛盾是难免的,特别在考古时代和物候时代所提的事实尤其如此。

本文对我国近五千年来的气候史的初步研究可导致下列初步性的结论:(1)在近五千年中的最初二千年即从仰韶文化到安阳殷墟。大部分时间的年平均温度高于现在 2℃ 左右。一月温度大约比现在高3℃一5℃。其间上下波动,目前以限于材料,无法探讨。(2)在那以后,有一系列的上下摆动,其最低温度在公元前100年、公元 400年、1200和1700年;摆动范围为1一2 ℃。(3)在每一个四百至八百年的期间里,可以分出五十至一百年为周期的小循环,温度范围是1一0.5℃。(4)上述循环中,任何最冷的时期,似乎都是从东亚太平洋海岸开始,寒冷波动向西传布到欧洲和非洲的大西洋海岸。同时也有从北向南趋势。

我国气候在历史时代的波动与世界其他区域比较,可以明显看出,气候的波动是全世界性的,虽然最冷年和最暖年可以在不同的年代,但彼此是先后呼应的。关于欧洲历史上的气候变迁,英国C.E.P.Brooks 是二十世纪前半期最有成绩的作者。我们把他所制的公元三世纪以来欧洲温度升降图与中国同期温度变迁图作一对照就可以看出,两地温度波澜起伏是有联系的。在同一波澜起伏中,欧洲的波动往往落在中国之后。如十二世纪是中国近代历史上最寒冷的一个时期,但是在欧洲,十二世纪却是一个温暖时期;到十三世纪才寒冷下来。如十七世纪的寒冷,中国也比欧洲早了五十年。欧洲和中国气侯息息相关是有理由的。因为这两个区域的寒冷冬天,都受西伯利亚高气压的控制。如西伯利亚的高气压向东扩展,中 国北部西北风强,则中国严寒而欧洲温暖。相反,如西伯利亚高气压倾向欧洲,欧洲东北风强,则北欧受灾而中国温和。只有当西伯利亚高压足以控制全部欧亚时, 两方就要同时出现严寒。

挪威的冰川学家曾根据地面升降的结果。做出近一万年来挪威的雪线升降图雪线的升降与一地的温度有密切关系。一时代 气温暖则雪线上升,时代转寒,雪线下降。以我国五千年来气温升降与挪威的雪线高低相比(上图),大体是一致的,但有先后参差之别。图中温度线是现今的温度 水平,在殷、周、汉、唐时代,温度高于现代;唐代以后,温度低于现代。挪威雪线也有这种趋势。但在战国时期,公元前40 年,出现一个寒期为中国所无。尚有一点须指出,即雪线高低虽与温度有密切关系,但还要看雨量的多少和雨量季节的分配,所以不能把雪线上下的曲线完全来代表 温度的升降。

若以欧洲相比,则欧洲在十二、三世纪天气非常温暖,与中国和格陵兰均不相同。若追溯到三千年以前,中国《竹书纪年》中所记载的寒冷,在欧洲没有发现,到战国时期,欧洲才冷 了下来。但在S·G·Johnsen和W.Dansgaard 1972年2月25日Nature周刊上所发表的图表中就可以看出,距今三千年前格陵兰曾经一次两三百年的寒冷时期,与《竹书纪年》 的记录相呼应。到距今二千五百年到二千年间、即在我国战国秦汉间,格陵兰却与中国一样有温和的气候。凡此均说明格陵兰古代气候变迁与中国是一致的,而与西欧则不相同。格陵兰与中国相去二万余公里,而古代气候变动如出一辙,足知这种变动是全球性的。我认为这是由于格陵兰和我国纬度高低不同,但统处在大陆的东缘,虽面临海洋,仍然是大陆性气候,与西欧的海洋性气候所受大气环流影响不相同。加拿大地质调查所在东部安大略省(北纬50°,西经90°)地方用古代土壤中所遗留的抱子花粉研究,得出的结果,也是距今三千年至二千五百年前有一次寒冷时期;但嗣后又转暖的情况,与中国和格陵兰相似。我国涂长望曾研究“中国气温与同时世界浪动之相关系数”得出结论:中国冬季(十二月至二月)温度与北大西洋浪动的相关系数是正的,虽是指数不大,换言之,即中国冬季温度与北美洲大西洋岸冬季温度有类似的变化。总之,地球上气候大的变动是受太阳辐射所控制的,所以,如冰川时期的寒冷是全世界一律的。但气侯上小的变动,如年温1—2℃的变动,则受大气环流所左右的,大陆气候与海洋气候作用不同,在此即可发生影响。

本文主要用物候方法来揣测古气候的变迁。物候是最古老的一种气候标志;用氧18和16的比例来测定古代冰和水的古气温是1947年W.D.Urry 的新发现,而两种方法得出的结果竟能大体符合,也证明了用古史书所载物候材料来做古气候研究是一个有效的方法。我们若能掌握过去气候变动的规律,则对于将 来气候的长期预报必能有所补益。本文只是初步探讨,对于后气候说明的问题无几,而所引起的问题却不少。我们若能以马列主义、毛泽东思想为理论指导,贯彻 “古为今用”的方针,充分利用我国丰富的古代物侯、考古资料,从古代气候研究中作出周期性的长期预报,只要努力去做,是可以得出结果的。

竺可桢,《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,考古学报,1972年第1期

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