曾 承

（阜陽師范學(xué)院 社會(huì)發(fā)展學(xué)院，安徽 阜陽 236041）

氣候與環(huán)境變化越來越廣泛和深刻地影響著全人類的生產(chǎn)與生活。人們必須從各種自然歷史記錄入手來研究氣候變遷的規(guī)律和特性，探討適應(yīng)的方法和響應(yīng)對(duì)策。歷史時(shí)期，尤其是過去2000年中人類活動(dòng)不斷加強(qiáng)，氣候變化與人類的聯(lián)系更加緊密，因而這一階段高分辨率古氣候變化的研究對(duì)綜合考慮自然因子和人為因子影響下預(yù)測(cè)未來氣候變化有重要意義，一直是PAGES和CLIVAR等國(guó)際項(xiàng)目的工作重點(diǎn)之一，也一直是IPCC評(píng)估報(bào)告的一個(gè)重要時(shí)段。

歷史時(shí)期氣候研究載體主要包括歷史文獻(xiàn)、考古、自然記錄等。其中，中國(guó)歷史文獻(xiàn)因其數(shù)量之多，記載氣象信息之廣，以及在時(shí)間上的長(zhǎng)期性和連續(xù)性，成為研究歷史時(shí)期氣候變遷極為重要的途徑。

在歷史文字記載中，有關(guān)氣候的證據(jù)，內(nèi)容十分廣泛.既包括有直接的氣候證據(jù)，如水災(zāi)、旱災(zāi)、霜凍、降雪、冰雹、風(fēng)沙、逐日天氣記載等，也包括有許多間接的氣候證據(jù)，如湖泊、河流封凍、水位變化、沙漠變遷、雪線升降、冰川進(jìn)退；動(dòng)植物的物候現(xiàn)象，各種指示生物（包括動(dòng)物和植物）的分布；某些農(nóng)作物界限的變遷、耕作措施的變化等等［1］。

竺可楨先生［2］根據(jù)考古資料和歷史文獻(xiàn)記載，最早建立了中國(guó)過去5000年來的溫度變化，開中國(guó)利用歷史文獻(xiàn)研究氣候變化之先河。而后中國(guó)氣象局氣象科學(xué)院［3］組織專家對(duì)中國(guó)歷史典籍中記載的氣候信息進(jìn)行了詳細(xì)搜尋、訂正、研究，以五級(jí)旱澇指數(shù)分類來描述中國(guó)120個(gè)站點(diǎn)1470 AD以來的干濕狀況，并和器測(cè)記錄連接起來，在1981年出版了《中國(guó)近500年旱澇分布圖集》。經(jīng)過兩次續(xù)補(bǔ)，已將這一旱澇指數(shù)數(shù)據(jù)延伸到2000AD［4，5］。他們還系統(tǒng)收集、整理我國(guó)公元前13世紀(jì)至公元1911年三千多年間的各種有關(guān)氣象的文字記載，按年序編排，出版了《中國(guó)三千年氣象記錄總集》［6］，為利用歷史文獻(xiàn)研究過去氣候變化提供了寶貴資料。

淮河流域在中國(guó)歷史上曾扮演過重要角色，吳海濤［7］從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、水利事業(yè)興廢、自然災(zāi)害、戰(zhàn)亂和移民等方面，探討了古代淮北經(jīng)濟(jì)自北宋后由盛而衰的軌跡及其原因。其中導(dǎo)致自然災(zāi)害多發(fā)就包括氣候方面的原因。

一、歷史文獻(xiàn)記錄的淮河流域氣候變遷：前人研究

目前尚無學(xué)者利用歷史文獻(xiàn)進(jìn)行淮河流域氣候變遷的專題研究，前人曾將黃淮海平原作為一個(gè)整體對(duì)平原歷史時(shí)期氣候變遷作過初步研究［8］；研究顯示：

西周以前氣候暖濕，1899年安陽殷墟發(fā)現(xiàn)甲骨刻辭，隨后出土大量動(dòng)物骨骼，這些動(dòng)物現(xiàn)今大多生活在熱帶、亞熱帶地區(qū)，而甲骨卜辭所記排除南亞之說。這表明在公元前14至11世紀(jì)時(shí)，黃淮海平原中部的氣候區(qū)比今天更溫暖。在仰韶溫暖期內(nèi)黃淮海平原氣候比較濕潤(rùn)，這是一個(gè)基本的估價(jià)。證據(jù)之一在于平原北部古湖泊擴(kuò)張［9］。據(jù)《夏小正》及甲骨文中的有關(guān)記載表明當(dāng)時(shí)安陽一帶的年降水分配是夏雨型。現(xiàn)代江南梅雨的北界約在淮河一線，伏旱北界也在同一位置［10］。淮河一線是夏雨型和春雨伏旱型降水的分界線；線南春雨伏旱宜種水稻，線北春旱伏雨宜種小麥。一般認(rèn)為，當(dāng)氣候轉(zhuǎn)暖時(shí)，東亞季風(fēng)作用會(huì)加強(qiáng)，這條北界應(yīng)北移，而在淮河平原出現(xiàn)春雨伏旱。仰韶時(shí)期氣候轉(zhuǎn)暖，但北界未北移，淮河平原仍維持著春旱夏雨的降水年分配格局；盡管溫度界線可北移2－3個(gè)緯度和最大達(dá)5－6個(gè)緯度。

西周至兩漢降溫期，西周寒冷氣候是全新世溫暖氣候后的第一個(gè)寒冷時(shí)段，動(dòng)物界南遷；象在西周退出淮河平原，長(zhǎng)江流域一帶成為其活動(dòng)的北緣地區(qū)，《戰(zhàn)國(guó)策·楚策三》記載有“黃金珠璣犀象出於楚”。武王伐紂時(shí)“陰寒雨雪十余日，深丈余”（《太平御覽》卷12引《金匱》）。淮北平原小麥?zhǔn)崭顣r(shí)間在西周至兩漢時(shí)期內(nèi)，總的趨勢(shì)是在推遲，反映了氣候的降溫過程。也體現(xiàn)在桔樹種植北界南退。

西周至兩漢時(shí)期有兩次寒冷與兩次溫暖的交替：春秋時(shí)期溫暖，亞熱帶植物梅樹至少還在今山東西部菏澤一帶，小麥?zhǔn)斋@時(shí)間在四月，春秋氣候比現(xiàn)代溫暖。戰(zhàn)國(guó)至西漢初氣候向寒冷方向波動(dòng)。小麥?zhǔn)斋@時(shí)間推遲到夏至前后，現(xiàn)代黃河中下游地區(qū)小麥一般在六月上旬收割；當(dāng)時(shí)氣候應(yīng)比現(xiàn)代略冷。氣候轉(zhuǎn)寒亦同時(shí)表現(xiàn)在春季氣溫回升日子的推遲。冬季氣溫也顯得比現(xiàn)代低，就淮河而言，其流水動(dòng)量大，現(xiàn)代記錄表明，只有在少數(shù)強(qiáng)寒潮年份才會(huì)凍結(jié)，但在秦朝，淮河似乎凍結(jié)比較頻繁，《史記·封禪書》載“春以脯酒為歲祠，因泮凍，秋涸凍，冬塞禱祠”。反映了當(dāng)時(shí)氣候比現(xiàn)代寒冷。西漢中葉至東漢末的溫暖氣候，西漢中葉氣候回暖過程可能帶有突變性質(zhì)。兩個(gè)現(xiàn)象無疑與氣候原因關(guān)系密切，一是渤海灣出現(xiàn)大范圍海侵，二是黃河中下游地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重決溢。

魏晉至五代寒冷期，反映在農(nóng)業(yè)物候和極端氣候事件上。后魏賈思勰農(nóng)業(yè)專著《齊民要術(shù)》記載物候比現(xiàn)在現(xiàn)代推遲10－15天，還記載了黃淮海平原中部石榴過冬保護(hù)的技術(shù)，顯示出現(xiàn)代氣象記錄中不多見的霧淞。九世紀(jì)末至十世紀(jì)初韓鄂的傳世農(nóng)書《四時(shí)纂要》顯示洛陽附近冬季果樹需防寒的措施。唐朝后期兩個(gè)一般年份的物候現(xiàn)象，在開成三四年（838、839年），唐代史料中均無秋冬寒冷現(xiàn)象記載，推測(cè)這兩年應(yīng)屬當(dāng)時(shí)人觀念中的一般氣候年份。日本僧人圓仁的行記中記載有“開成三年十月七日（今陽歷10月31日）楊州薄冰，開成四年十月五日（今陽歷11月18日）山東文登出現(xiàn)泉冰現(xiàn)象”［11］，均比現(xiàn)在提前了20天左右。從這兩個(gè)例子可見，在當(dāng)時(shí)人們感覺中的一般年份秋冬正常溫度要比現(xiàn)在低。

極端氣候事件主要是霜雪日期的異?，F(xiàn)象以及沿海海水冰凍情況。黃淮海平原上霜凍的平均初期，北部為10月10日，向南端推遲至11月10日，平均終期在南部為3月31日，到北端推遲至4月30日。黃淮平原南部地區(qū)，尤其是淮河以南，霜凍出現(xiàn)的日期與氣溫有良好的關(guān)系，據(jù)全國(guó)100個(gè)氣象站1951－1980年初終霜日資料的分析，初霜日與秋季氣溫相關(guān)很好，回歸分析表明初霜每提前10天秋季氣溫下降0.4度，同樣終霜推遲10天，春季氣溫下降0.5度［12］。當(dāng)時(shí)平原地區(qū)霜雪極端日期大部分是接近或超過現(xiàn)代極端，說明當(dāng)時(shí)霜雪期的延續(xù)時(shí)間比現(xiàn)代長(zhǎng)，表現(xiàn)為緯度帶向南移動(dòng)。

在唐后期至五代史料中還記載了黃淮海平原沿海海冰現(xiàn)象?，F(xiàn)代氣候條件下，渤海主要冰情出現(xiàn)在位置最北的遼東灣，秦皇島以南一般年份均無嚴(yán)重冰況，萊州灣在正常年份也只有十海里左右的流冰。渤海出現(xiàn)嚴(yán)重冰情罕見，如1935－1936年冬季為20世紀(jì)最強(qiáng)一次。歷史上蘇北沿海亦曾有海水結(jié)冰記載，出現(xiàn)在唐后期至五代與明清時(shí)期。明清時(shí)期為小冰期，蘇北沿海海水結(jié)冰現(xiàn)象有五次［13］。在魏晉至南北朝期間萊州灣及蘇北沿海均出現(xiàn)海冰。

北宋至元中葉溫暖期，在北宋統(tǒng)治的大部分時(shí)間里，氣候接近或超過現(xiàn)代的溫暖程度，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在冬季溫暖現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)。資料記載960－1109年之間開封一帶出現(xiàn)17個(gè)冬季溫度明顯偏高的現(xiàn)象，這在各個(gè)歷史時(shí)期中是比較突出的現(xiàn)象，有研究用極暖與極寒事件擬合1000年以來我國(guó)溫度曲線，在北宋這一時(shí)段也是明顯偏暖的［14］。

北宋資料中還記有冬無雪和皇帝在夏歷十一月或十二月親自或命輔臣祈雪的活動(dòng)，都指開封一帶冬季少雪或無雪。從環(huán)流的角度分析，這些現(xiàn)象可能由兩個(gè)原因引起，其一是冬季緯向型環(huán)流占優(yōu)勢(shì)，東亞大槽不發(fā)育，因而我國(guó)大部分地區(qū)缺少強(qiáng)冷空氣影響，形成無雪或少雪天氣，故開封一帶冬季溫度偏高。其二是冬季冷空氣強(qiáng)大而穩(wěn)定地控制黃河流域，而南方暖濕氣流不活躍，缺少兩種不同溫濕特征的氣團(tuán)交匯，因而開封一帶寒而無雪或少雪。可見在利用開封冬季少雪或無雪資料之前，需要對(duì)當(dāng)時(shí)資料反映的溫度進(jìn)行討論。北宋史料中冬季少雪或無雪的記載，大部分應(yīng)相對(duì)應(yīng)于暖冬現(xiàn)象，這此記載連同暖冬年份達(dá)50年，占960－1109的1/3左右。北宋氣候史料中霜雪害稼記載很少見?！端问贰の逍兄尽分袃H見有5年記載。

元后期至清末寒冷期，約從14世紀(jì)開始，地球進(jìn)入僅次于末次冰期的“小冰期”。史料記載顯示，整個(gè)中國(guó)東部寒冷事件大大增加，但該時(shí)期寒冷氣候造成的影響而言黃淮海平原并非敏感地區(qū)，有兩方面的原因：一是就現(xiàn)代溫度而言，一月平均氣溫0℃等溫線已在淮河一線，這是河流結(jié)冰的平均位置；當(dāng)氣候向寒冷方向轉(zhuǎn)變時(shí)，河流結(jié)冰南界必然南移出平原范圍。二是平原大部分屬溫帶氣候，越冬農(nóng)作物主要是麥類，同時(shí)又缺少喜溫的多年生作物；因此農(nóng)業(yè)上對(duì)冬季的寒冷反映不敏感?？捎门R近平原南緣的長(zhǎng)三角地區(qū)資料來看嚴(yán)寒冬季的直接影響，比如水體的結(jié)冰情況。

二、歷史文獻(xiàn)記錄的淮河流域氣候變遷：定量化研究

盡管前人就淮河流域歷史時(shí)期氣候變遷做了一定程度的研究，但這些研究?jī)H局限于定性的、局部的（包括地區(qū)的局部性和氣候氣象特征的局部性）且不連續(xù)的氣候研究。限于篇幅，本文僅以氣候氣象特征中的冷暖變化和干濕變化為例，對(duì)“定量化研究”略作說明。當(dāng)然，需要加以說明的是，在做定量化研究之前，需要先對(duì)歷史文獻(xiàn)中涉及淮河流域冷暖變化的文獻(xiàn)資料進(jìn)行考據(jù)以確定史料可靠性；并且預(yù)先對(duì)擬采用的定量化方法進(jìn)行合理性檢驗(yàn)，以確保該定量化方法在淮河流域歷史文獻(xiàn)氣候重建中的實(shí)用性和可靠性。關(guān)于史料可靠性的確定方法及定量化方法合理性的檢驗(yàn)方法，本文從略。

1.旱澇史料參數(shù)化方法

（1）比值法

這一方法是建立在一種理論假設(shè)基礎(chǔ)上：某一時(shí)段水災(zāi)越多，則表示雨量越多，某一時(shí)段旱災(zāi)越多，則表示雨量越少。反之亦反。

這—方法首先是由Brooks［15］提出的。用這種方法可以消除由于各個(gè)時(shí)期記錄多少引起的歷史記錄的不均一性。例如十七世紀(jì)干旱年數(shù)為10年，十三世紀(jì)干旱年數(shù)為6年，這并不一定意味著十七世紀(jì)比十三世紀(jì)干旱。因?yàn)槭呤兰o(jì)可能比十三世紀(jì)記載詳細(xì)，沒有或較少漏記干旱年，但十三世紀(jì)可能漏記了某些干旱年，如果把這兩個(gè)世紀(jì)水災(zāi)年數(shù)考慮在內(nèi)，則可能消除各世紀(jì)記錄詳細(xì)與否的影響。因此布魯克斯用下列公式建立雨量強(qiáng)度的系列。

雨量強(qiáng)度=100％×W/（W+D），W為每世紀(jì)水災(zāi)（包括風(fēng)暴）年數(shù)，D為每世紀(jì)旱災(zāi)年數(shù)。

（2）濕潤(rùn)指數(shù)法

這種方法是從概率統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，把所研究地區(qū)在某個(gè)時(shí)期內(nèi)的若干府、州（縣）發(fā)生的水早次數(shù)看作水早事件的總體，而把收集到的水早記錄次數(shù)看作是總體的樣本。歷史資料本身存在的漏記、斷缺、散失等情況看作是隨機(jī)的?，F(xiàn)存的水旱記載被看作歷史上發(fā)生的水旱災(zāi)中的一個(gè)隨機(jī)樣本。因此統(tǒng)計(jì)所得的水旱災(zāi)害的比值可以看作總體的水早比值的統(tǒng)計(jì)值。計(jì)算公式如下：

濕潤(rùn)指數(shù)=（F×2）/（F+D），F(xiàn)為某地區(qū)某年的水災(zāi)記錄次數(shù)，D為響應(yīng)的旱災(zāi)次數(shù)。

濕潤(rùn)指數(shù)介于0到2之間；當(dāng)水旱災(zāi)害記載數(shù)相等時(shí)，指數(shù)為1。

（3）差值法

有人用每十年中某一地區(qū)受澇縣數(shù)和受旱縣數(shù)的差為指標(biāo)建立參數(shù)系列，分析了中國(guó)東部地區(qū)1401－1900年間水旱變化規(guī)律［16］。

（4）旱澇指數(shù)法

分級(jí)的方法基于這樣一個(gè)事實(shí)［17］：史料中旱澇的記載與實(shí)際雨量之間存在著一定的聯(lián)系，因此根據(jù)史料中旱澇的文字記載分成早澇級(jí)別，基本上可以反映出相應(yīng)的雨量級(jí)別。為了與我國(guó)現(xiàn)代長(zhǎng)期預(yù)報(bào)資料一致，共分成5級(jí)。

主要考慮春、夏、秋三季的旱情、雨情的出現(xiàn)時(shí)間、范圍和嚴(yán)重程度確定旱澇等級(jí)。

但是必須指出，當(dāng)一年之中又有旱情又有澇情時(shí)，確定級(jí)別就比較困難，為了使全國(guó)旱澇級(jí)別具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確定了一個(gè)基本原則：各季旱澇不同時(shí).以夏季為主；同一區(qū)內(nèi)有旱有澇時(shí)，以持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、災(zāi)情重的為主；當(dāng)代表站與所代表地區(qū)內(nèi)個(gè)別縣的記載相矛盾時(shí)，以記載相同的多數(shù)點(diǎn)或以代表站為準(zhǔn)。旱澇災(zāi)害與氣候溫度并不相同，受我國(guó)季風(fēng)氣候的影響，旱澇的地區(qū)變化十分明顯，因此除了考慮各站點(diǎn)旱澇等級(jí)大小外，還必須考慮旱澇范圍大小。

2.寒暖史料參數(shù)化方法

（1）寒暖年數(shù)統(tǒng)計(jì)法

這種方法是以某一時(shí)期內(nèi)寒冬（或暖冬）出現(xiàn)年數(shù)為指標(biāo)建立參數(shù)序列。與旱澇記載不同，氣候寒暖的記載住住能代表較大地區(qū)。因此，在研究氣候寒暖變化時(shí)，可以以一個(gè)相當(dāng)大的區(qū)域作為統(tǒng)計(jì)單元，這樣就部分地彌補(bǔ)了史料漏記、散失等原因引起的不均一性。這種統(tǒng)計(jì)方法在歷史時(shí)期氣候變化研究中被廣泛應(yīng)用。

（2）冬溫指數(shù)法

在我國(guó)近五百年冬季氣候寒暖變化研究中提出了這一方法［18］。這種方法某于這樣的設(shè)想：某一時(shí)期內(nèi)暖冬出現(xiàn)年數(shù)越多，寒冬出現(xiàn)年數(shù)越少，則該時(shí)期內(nèi)冬季平均氣溫越高。相反，暖冬出現(xiàn)年數(shù)越少而寒冬出現(xiàn)年數(shù)越多，則冬季平均氣溫就越低。這是因?yàn)槲淖钟涊d所反映的冬季寒暖狀況，大體上可以反映出冬季濕度狀況。

在對(duì)氣候氣象資料進(jìn)行參數(shù)化處理以后，即可將歷史文獻(xiàn)記載的氣候氣象記錄與器測(cè)記錄連接起來，并可在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行若干后繼研究。如研究歷史時(shí)期淮河流域氣候變遷的驅(qū)動(dòng)機(jī)制；研究氣候變遷與淮河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活等之間的成因聯(lián)系；初步預(yù)測(cè)淮河流域未來氣候變化；為淮河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式提供決策依據(jù)；為目前淮河治理提供支撐依據(jù)；等等。

［1］龔高法，等.歷史時(shí)期氣候變化研究方法［M］.北京：科學(xué)出版社，1983.

［2］竺可楨.中國(guó)近五千年來氣候變遷的初步研究［J］.考古學(xué)報(bào)，1972（1）：168－189.

［3］中國(guó)氣象局氣象科學(xué)研究院.中國(guó)近五百年旱澇分布圖集［M］.北京：地圖出版社，1981.

［4］張德二，劉傳志.中國(guó)近五百年旱澇分布圖集續(xù)補(bǔ)（1980－1992年）［J］.氣象，1993，19（11）：41－46.

［5］張德二，李小泉，梁有葉.中國(guó)近五百年旱澇分布圖集的再續(xù)補(bǔ)（1993－2000年）［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào).2003，14（3）：379－388.

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［8］鄒逸麟.黃淮海平原歷史地理［M］.合肥：安徽教育出版社，1997.

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［13］龔高法，等.1892－1893年的寒冬及其影響［C］.地理集刊，第18號(hào)，北京：科學(xué)出版社，1987.

［14］王紹武.近千年我國(guó)冬夏溫度的變化［J］.氣象，1990，16（6）：15－20.

［15］BrooksCEP.Climate through theAges［M］，London，1951.295.

［16］南京大學(xué)氣象系氣候組.關(guān)于我國(guó)東部地區(qū)公元1401－1900年五百年內(nèi)的旱澇概況［C］.氣候變遷和超長(zhǎng)期預(yù)報(bào)文集，北京：科學(xué)出版社，1977.53－58.

［17］王紹武，趙宗慈.近五百年我國(guó)旱澇史料的分析［J］.地理學(xué)報(bào)，1979，34（4）：329－340.

［18］張德二.中國(guó)南部近500年冬季溫度變化的若干特征［J］.科學(xué)通報(bào)，1980（6）：270－272.