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  • 今年北方降水多?歷史上或許更多……
    發布時間:2021-12-08
    出品:科普中國
    制作:陳冠翰(中國科學院古脊椎動物與古人類研究所)
    監制:中國科學院計算機網絡信息中心

      今年,我國北方的降雨量似乎比以往來得更多一些。

      20217,河南鄭州遭遇特大暴雨,單小時降雨量突破歷史極值。不僅如此,幾乎連綿不斷的降水在華北地區從入夏一直持續到了10月。

      入秋以后,隔三岔五的小雨所帶來的潮濕,更是讓身在北方、習慣了干燥秋天的廣大群眾不由得懷疑自己是不是到了江南水鄉。

    難道北方終于摘下了“干旱”的帽子?

      雖然“南澇北旱”的常規格局已深入人心,但回望歷史我們會發現,這種程度的降水在華夏大地北方似乎也并不少見。

      今天我們就走進北方降水,來看看千百年來氣候變遷給人類社會帶來的影響。

    氣候變化產生的原因?或許遠比人們想象的復雜

      氣候發生變化的原因十分復雜,每一次氣候事件的出現都是多種因素相疊加的結果。大到天文尺度指標如太陽輻射強度,地球軌道偏心率、地軸傾斜度、歲差等軌道參數的周期變化或地外天體撞擊,小到火山噴發,冰山崩塌入?;騾^域地形及地表物質構成的改變都會對局地乃至全球氣候產生或大或小的影響。

      隨著人類社會的不斷發展,人類活動自工業革命以來對地球表面各個圈層的影響日漸增強。溫室效應、城市熱島效應等因素進一步加速了大氣環流并促進了極端氣候事件的出現。

      中國現代氣候格局的形成要追溯至距今約24個百萬年的中新世時期。中新世,青藏高原快速隆升后,東亞季風成為了我國北方季風區的降水主要來源?,F代我國北方季風區每年的降水強度主要受東亞夏季風與大陸內部氣團、北太平洋副熱帶高壓及赤道輻合帶等因素共同影響,在此基礎上結合其他各種影響氣候變化因素,最終的結果便是史書中“大旱”、“冬大雨雪”、“諸州大水”等記錄。

    過去的北方,可能比現在還要濕潤

      人類社會對于氣候變化的現代儀器觀測記錄歷史不過200年,目前對于早期氣候變化歷史的重建主要依靠歷史文獻記錄與地質學的相關研究方法進行。

      目前的研究顯示,近一萬年來全球氣候呈現先升溫后波動下降的變化趨勢。而在我國北方,全新世以來持續時間較長,溫度較高的暖濕時期主要有以下4個。

    全新世中期,溫暖濕潤的史前文明搖籃

      距今約90005000年的這段時期被稱為全新世氣候適宜期,那時全球氣溫比現在更加溫暖,我國華北地區的年均溫相對現在要高2-3°C,年均降水量相對現在則要高出100-200mm。

      這一階段,暖濕的氣候為農作物的生長提供了非常有利的自然條件,以仰韶、河姆渡為代表的早期農業文化也開始借著高溫多雨的氣候在黃河及長江流域蓬勃發展并逐漸向周邊擴張,最終形成了南稻北粟的農業格局及中華文明的早期雛形。

      全新世中期后,全球氣溫便一直處在波動下降之中。雖然在過程中依舊有了幾次長短不一的溫暖事件,但持續很久的暖濕階段再也沒有出現。

      

     

      公元前5000年以來中國年均溫變化趨勢與歷史時期朝代更迭對比

     ?。▓D片來源:修改自竺可楨,1967

    秦漢時期,暖期的六合歸一與休養生息

      秦漢時期是我國歷史上大一統封建王朝形成與發展的重要階段,而這一時期的氣候條件同樣相對優越。雖然存在波動,但這一時期溫度總體偏暖,最暖的時期出現在公元前210-180年的秦末與西漢初期。

      在這一時期,華北地區的冬半年平均溫度比現在高1°C左右,降水充足,京津冀一帶秦漢時期的湖泊沉積物中,花粉組合與該時期的石筍穩定同位素記錄都顯示該時期為一個較為濕潤的階段。

      而這段溫暖濕潤的時期則恰好與西漢初期“休養生息”的階段相對應。溫暖濕潤、適宜耕作的氣候與輕徭薄賦、鼓勵恢復生產的政策相結合,可能對漢初社會生產力的快速恢復起到了促進作用。

    隋唐時期,干濕交替與盛世來臨

      隋唐時期是我國大一統封建王朝的鼎盛期之一。隋唐初期氣候同樣溫暖,冬半年均溫約高于現在0.52°C,唐中后期溫度則開始波動下降。

      在濕度變化上,該時期呈現出“四濕”夾“三干”的特點,四個最為濕潤的時期分別位于公元600、730、820、900年附近,而唐朝的全盛時期,也就是史書中記載的“開元盛世”則與730年的這次暖濕期重合。

      在該暖濕期,北方地區降水充沛,《舊唐書》中明確記載了唐代水稻在河南地區的廣泛推廣與種植,《新唐書》中甚至有在河北等地發現野生稻的生長記錄。

    北宋前期,中世紀暖期的前奏

      公元950-1250年,北大西洋地區出現了一次異常的增溫現象,由于當時歐洲正處于中世紀,因此也被稱為“中世紀暖期”或“中世紀氣候異常期”。

      該時期我國與歐洲地區溫度變化趨勢較為一致,氣候溫暖。五代末-北宋前期(公元960-1100)冬半年均溫高于現代約0.3°C。華北地區在該階段同樣降水充足,在該時期的文獻中有多次連年洪澇的記錄,黃河的決溢和遷徙相對前代也更為頻繁。

      公元1100年后,全球氣候進入了中世紀暖期中的冷階,氣溫下降導致夏季風衰弱,使得我國北方地區出現了非常嚴重的干旱事件。而隨著中世紀暖期在南宋-元代的逐漸結束,全球氣候進入了小冰期中,該階段與我國明清時期對應,總體干冷的氣候一直持續至20世紀初期。

    氣候變化對人類社會的影響

      即便是在生產力已經高度發展的現代社會中,一場不期而至的暴雨依舊會給受災地區的正常運轉帶來極大的壓力。如果將同樣的災難放在遙遠的過去,極端氣候事件的發生必然會對當時的人類社會產生巨大的影響。

      目前對于氣候變化與文明發展的研究顯示,我國中原王朝自東漢以來戰亂頻發的7個時期中有6個對應氣候冷期,而北方游牧民族與南方農耕王朝的沖突頻率在冷期也更加頻繁,且發生沖突的位置更偏南。

      干旱與洪澇導致農業歉收,進而產生饑荒、社會動蕩乃至戰爭,最終導致人口銳減,政權更替甚至文明衰落,這一過程從人類社會演進歷史的角度體現了氣候變化與文明演進間存在的必然聯系。

      

     中國歷史溫度、糧食豐歉、饑荒和農民起義的序列(210 BC-1910 AD

     ?。▓D片來源:方修琦等,2015

      氣候變化給人類社會所帶來的影響是全方位的。為了應對氣候變化導致的降雪量差異,先民甚至會對傳統建筑屋頂的坡度進行調整,在冷期通過較陡的屋頂來防止積雪過多,以此減輕積雪帶來的垮塌風險。

      

     山西順平龍門寺中不同時期古建筑的屋頂跨度高度比,冷期建造的房屋相比暖期建造的房屋屋頂坡度更陡。(圖片來源:修改自Li S et al.,2021

      結語

      影響氣候變化的因素是復雜的,而氣候變化對于人類社會的全方位影響也在悄然繼續,雖然目前人類已經可以對地球的氣候系統做出一定的改造,但與自然的力量相比終究還是顯得微不足道。相信隨著研究深入,我們對于人類自身與氣候環境協同演化的理解也會更進一步。

      參考文獻:

      

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