邵鵬程
中國(guó)近5000年氣溫變化示意圖(制圖/王美麗 數(shù)據(jù)來(lái)源/竺可楨《中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究》)
竺可楨(1890年—1974年),中國(guó)近代氣象學(xué)家、地理學(xué)家、教育家,中國(guó)近代地理學(xué)和氣象學(xué)的奠基人。
他十分重視對(duì)于物候(指生物長(zhǎng)期適應(yīng)光照、降水、溫度等條件的周期性變化,形成與此相適應(yīng)的生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律)的觀察記錄,直到1974年逝世的前一天,他依然在觀察并記錄物候和天氣。
他從浩瀚的古籍典藏中尋找物候變遷的信息,創(chuàng)立了自成一派的研究氣候變化規(guī)律的方法。他所繪制的神秘曲線被稱為竺可楨曲線。
研究人員通過(guò)尋找古氣候的“蛛絲馬跡”,古為今用,可以掌握和揭示氣候變化的規(guī)律。
從20世紀(jì)20年代末開始,竺可楨用數(shù)十年時(shí)間,查閱了《禮記》《詩(shī)經(jīng)》《左傳》《呂氏春秋》《史記》《齊民要術(shù)》等大量的古籍、歷史文獻(xiàn),相繼發(fā)表了一系列探索歷史氣候演變規(guī)律的文章,將中國(guó)近5000年氣溫變化制成了一張清晰、簡(jiǎn)明的曲線圖——竺可楨曲線。
1972年, 竺可楨在《中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究》一文中提出:“在近五千年中的最初二千年,即從仰韶文化到安陽(yáng)殷墟時(shí)代,年平均溫度比現(xiàn)在高2攝氏度左右;在那以后,有1~2攝氏度的上下擺動(dòng);寒冷時(shí)期出現(xiàn)在公元前1000年(殷末周初)、公元400年(東晉)、公元1200年(南宋)和公元1700年(明末清初)時(shí)代;漢唐兩代則是比較溫暖的時(shí)期?!?/p>
幾十年后,外國(guó)科學(xué)家通過(guò)研究格陵蘭島原始冰川樣本中的含氧量,得到了格陵蘭島氣溫升降圖,即格陵蘭島曲線。令人震驚的是,遠(yuǎn)隔萬(wàn)里的兩項(xiàng)研究,得出的曲線竟然高度重合。
竺可楨說(shuō)過(guò):“一個(gè)地方的氣候變化,一定會(huì)影響植物和動(dòng)物種類,只是植物結(jié)構(gòu)比較脆弱,所以較難保存;但另一方面,植物不像動(dòng)物能移動(dòng),因而作氣候變化的標(biāo)志或比動(dòng)物化石更為有效?!?/p>
讓我們從動(dòng)植物的角度出發(fā),來(lái)了解古代中國(guó)氣候變化。
現(xiàn)在,陜西省西安市屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫為10.5攝氏度。而西安浐河?xùn)|岸的半坡遺址(距今6700~6000年),卻發(fā)掘出麞(zhāng)、竹鼠等亞熱帶動(dòng)物骨骼化石。
大象南遷示意圖。后期更多的考古發(fā)現(xiàn)以及對(duì)中國(guó)典籍中出現(xiàn)的大象的研究都表明,大象在過(guò)去的幾千年中不斷向南遷徙,有專家推測(cè)是氣候變化導(dǎo)致這一現(xiàn)象的發(fā)生(繪圖/ 魏欣)
河南省安陽(yáng)市也屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候,在這里發(fā)現(xiàn)的殷墟王陵遺址(距今3000多年),除了有水麞和竹鼠外,還有獏、象、水牛和野豬等動(dòng)物骨骼化石。
河南省簡(jiǎn)稱“ 豫”, 仿佛一個(gè)人牽了一頭大象。這也印證了,在3000多年前, 這種熱帶、亞熱帶典型的大型動(dòng)物,曾在河南“常駐”。
由此可推斷,在那段時(shí)期內(nèi),西安、河南的氣候比現(xiàn)在要溫暖、潮濕。
梅樹和竹子都是主要生長(zhǎng)在亞熱帶的植物。周朝建立時(shí),國(guó)都設(shè)在西安附近的鎬京(位于黃河流域),當(dāng)時(shí),官方文件先記載于青銅器上,后寫于竹簡(jiǎn)上,由此可以推測(cè)周朝初期的氣候溫暖,使得竹類能在黃河流域廣泛生長(zhǎng)。中國(guó)的許多漢字都以“竹”為頭,可以想象當(dāng)時(shí)竹類在人民日常生活中起到了顯著的作用。
在春秋時(shí)期,竹子和梅樹成為了《左傳》和《詩(shī)經(jīng)》中的“??汀薄T凇对?shī)經(jīng)·秦風(fēng)》中有“終南何有?有條有梅”的詩(shī)句,意為:終南山上有什么?有堅(jiān)硬的山楸和艷麗的野梅。梅樹的果實(shí)——梅子,作為像鹽一樣的調(diào)味品,走進(jìn)百姓家中。終南山在陜西省西安市南部,現(xiàn)在那里無(wú)論是野生的還是人工種植的梅樹都已經(jīng)沒有了。這說(shuō)明春秋時(shí)期的氣候比現(xiàn)在要溫暖。
漢代的司馬遷在《史記·貨殖傳》中描寫了當(dāng)時(shí)作物的地理分布:“蜀漢江陵千樹橘,陳夏千畝漆,齊魯千畝桑麻,渭川千畝竹?!蔽即ㄊ屈S河最大的支流,漢代時(shí)期竹子曾在此處大量種植,由此也說(shuō)明了當(dāng)時(shí)氣候的溫暖。
而到了宋朝, 詩(shī)人王安石(1021年—1086年) 在《紅梅》一詩(shī)中寫道:“春半花才發(fā),多應(yīng)不奈寒。北人初未識(shí),渾作杏花看?!币馑际牵醮好坊ㄩ_放,不能忍耐寒冷,北方人沒有見過(guò)梅花,還以為這是杏花。這也是當(dāng)時(shí)氣候寒冷的標(biāo)志。
元朝初期(公元1268 年—1292年),西安重新設(shè)立竹監(jiān)司(當(dāng)時(shí)管理竹園的機(jī)構(gòu)),而這是氣候轉(zhuǎn)暖的結(jié)果。
除了利用歷史文獻(xiàn)中關(guān)于氣候變化的記載之外,還有許多研究古氣候的方法。例如,生物學(xué)方法、地質(zhì)學(xué)方法、冰川學(xué)方法以及礦物分析法。
生物學(xué)方法是指通過(guò)分析古生物化石來(lái)研究氣候變遷。每種生物適宜生長(zhǎng)的環(huán)境有所不同(例如,有些適宜在溫暖潮濕的地方生長(zhǎng)、有些適宜在干旱的地方生長(zhǎng)),它們的生存范圍、分布區(qū)域及其隨時(shí)間的變化,可以作為古氣候研究的極好證據(jù)。
地質(zhì)學(xué)方法則是通過(guò)對(duì)不同地點(diǎn)和不同時(shí)期地層沉積相(沉積物的生成環(huán)境、生成條件和其特征的總和)變化的研究來(lái)推測(cè)沉積環(huán)境,并與現(xiàn)代的氣候條件比較。例如,可以通過(guò)分析黃土中粉塵顆粒的大小,來(lái)確定當(dāng)時(shí)的風(fēng)速和氣候干燥程度。
冰川學(xué)方法常用的冰芯具有保真性強(qiáng)(低溫環(huán)境)、信息量大、分辨率高、時(shí)間尺度長(zhǎng)的特點(diǎn),堪稱“無(wú)字的環(huán)境密碼檔案庫(kù)”。其原理是根據(jù)同位素含量來(lái)推算古代溫度。例如氧同位素分析法,氧-16比較輕,水中含量高說(shuō)明氣候寒冷;氧-18比較重,水中含量高說(shuō)明氣候溫暖。
礦物分析法即通過(guò)對(duì)巖石、礦物的分析研究來(lái)確定古氣候的變化。例如,如果地層中有煤層,就可推斷當(dāng)時(shí)氣候濕潤(rùn);如果有珊瑚化石,當(dāng)時(shí)可能為熱帶海洋氣候。
竺可楨曲線將中國(guó)歷史長(zhǎng)河中的朝代更替與氣候變化巧妙地銜接起來(lái),更加凸顯出華夏文明的源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、連綿賡(gēng)續(xù)。
(責(zé)任編輯/張麗靜 美術(shù)編輯/周游)
梅樹主要生長(zhǎng)在亞熱帶,春秋時(shí)期,能生長(zhǎng)于陜西省境內(nèi),說(shuō)明當(dāng)時(shí)氣候溫暖
竹子主要生長(zhǎng)在亞熱帶,周朝時(shí),能生長(zhǎng)于黃河流域,說(shuō)明當(dāng)時(shí)氣候溫暖