網(wǎng)上曾流行著一篇文章,題為“中國(guó)5000年來(lái)氣候變遷與王朝興衰的規(guī)律”。文章主要參考的是竺可楨先生在1972年發(fā)表的《中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究》一文。竺可楨是中國(guó)近代地理學(xué)和氣象學(xué)奠基人,他結(jié)合史學(xué)、物候、方志和儀器觀測(cè),將過(guò)去5000年的氣候變化大致劃分為4個(gè)溫暖期和4個(gè)寒冷期。這對(duì)我們更立體的了解歷史很有幫助,故轉(zhuǎn)載其文的簡(jiǎn)約版本,以饗讀者。
中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究
文 | 竺可楨
《考古學(xué)報(bào)》1972年第1期
中國(guó)古代哲學(xué)家和文學(xué)家如沈括(1030-1094)、劉獻(xiàn)廷(1648-1695)對(duì)于中國(guó)歷史時(shí)期的氣候無(wú)常, 早有懷疑但他們拿不出很多實(shí)質(zhì)性事實(shí)以資佐證, 所以后人未曾多加注意。直到現(xiàn)世紀(jì)二十年代, “ 五四”運(yùn)動(dòng)、即反帝反封建運(yùn)動(dòng)之后, 中國(guó)開(kāi)始產(chǎn)生了一種新的革命精神一部分先進(jìn)分子引入馬克思列寧主義, 建立中國(guó)共產(chǎn)黨, 領(lǐng)導(dǎo)中國(guó)人民進(jìn)行新的革命斗爭(zhēng)在這種新形勢(shì)下, 近代科學(xué)也受到推動(dòng)和擴(kuò)展, 例如應(yīng)用科學(xué)方法進(jìn)行考古發(fā)掘, 并根據(jù)發(fā)掘材料對(duì)古代歷史、地理、氣象等進(jìn)行研究殷墟甲骨文首先引起一些學(xué)者的注意, 有人據(jù)此推斷在三千年前, 黃河流域同今日長(zhǎng)江流域一樣溫暖潮濕。但在國(guó)民黨反動(dòng)統(tǒng)治下, 成績(jī)畢竟是有限的或因材料不足而作了錯(cuò)誤的判斷例如, 近三千年來(lái), 中國(guó)氣候經(jīng)歷了許多變動(dòng), 但它同人類歷史社會(huì)的變化相比畢竟緩慢得多, 有人不了解這一點(diǎn), 僅僅根據(jù)零星片斷的材料而夸大氣候變化的幅度和重要性, 這是不對(duì)的當(dāng)時(shí)作者也曾根據(jù)雨量的變化去研究中國(guó)的氣候變化, 由于雨量的變化往往受地域的影響, 因此很難得出正確的結(jié)果。
毛澤東曾說(shuō):“ 在生產(chǎn)斗爭(zhēng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi), 人類總是不斷發(fā)展的, 自然界也總是不斷發(fā)展的, 永遠(yuǎn)不會(huì)停止在一個(gè)水平上因此, 人類總得不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 有所發(fā)現(xiàn), 有所發(fā)明, 有所創(chuàng)造, 有所前進(jìn)停止的論點(diǎn), 悲觀的論點(diǎn), 無(wú)所作為和驕傲自滿的論點(diǎn), 都是錯(cuò)誤的其所以是錯(cuò)誤, 因?yàn)檫@些論點(diǎn), 不符合大約一百萬(wàn)年以來(lái)人類社會(huì)發(fā)展的歷史事實(shí), 也不符合迄今為止我們所知道的自然界例如天體史, 地球史, 生物史, 其他各種自然科學(xué)史所反映的自然界的歷史事實(shí)。”
二十世紀(jì)初期, 奧地利的教授J·Hann以為在人類歷史時(shí)期, 世界氣侯并無(wú)變動(dòng)這種唯心主義的論斷已被我國(guó)歷史記錄所否定, 從下面的論述就可以知道。
在世界上, 古氣候?qū)W這門學(xué)科好象到了二十世紀(jì)六十年代才引起地球物理科學(xué)家的注意。在六十年代, 曾舉行過(guò)三次古氣候?qū)W的世界會(huì)議。在這幾次會(huì)議上提出的文章, 多半是關(guān)于地質(zhì)時(shí)代的氣候, 只有少數(shù)討論到歷史時(shí)代的氣候無(wú)疑, 這是由于在西方和東方國(guó)家中, 在歷史時(shí)期缺乏天文學(xué)、氣象學(xué)和地球物理學(xué)現(xiàn)象的可靠記載。在這方面, 只有我國(guó)的材料最豐富在我國(guó)的許多古文獻(xiàn)中有著臺(tái)風(fēng)、洪水、旱災(zāi)、冰凍等一系列自然災(zāi)害的記載, 以及太陽(yáng)黑子、極光和彗星等不平常的現(xiàn)象的記錄。
在中國(guó)的歷史文件中, 有豐富的過(guò)去的氣象學(xué)和物候?qū)W的記載,除歷代官方史書(shū)記載外,很多地區(qū)的地理志方志, 以及個(gè)人日記和旅行報(bào)告都有記載, 可惜都非常分散本篇論文,只能就手邊的材料進(jìn)行初步的分析, 希望能夠把近五千年來(lái)氣候變化的主要趨勢(shì)寫出一個(gè)簡(jiǎn)單扼要的輪廓。
根據(jù)手邊材料的性質(zhì), 近五千年的時(shí)間可分為四個(gè)時(shí)期即
一、考古時(shí)期, 大約公元前3000年至1100年, 當(dāng)時(shí)沒(méi)有文字記載(刻在甲骨上的例外);
二、物候時(shí)期, 公元前1100年到公元1400年, 當(dāng)時(shí)有對(duì)于物候的文字記載, 但無(wú)詳細(xì)的區(qū)域報(bào)告。
三、方志時(shí)期, 從公元1400年到公元1900年,在我國(guó)大半地區(qū)有當(dāng)?shù)貙懙亩鴷r(shí)加修改的方志。
四、儀器觀測(cè)時(shí)期,我國(guó)自1900年以來(lái)開(kāi)始有儀器觀測(cè)氣象記載, 但局限于東部沿海區(qū)域。
氣候因素的變遷極為復(fù)雜, 必須選定一個(gè)因素作為指標(biāo),如雨量為氣候的重要因素, 但不適合于做度量氣候變遷的指標(biāo)。原因是在東亞季風(fēng)區(qū)域內(nèi), 雨量的變動(dòng)常趨極端, 非旱即澇,再則鄰近兩地雨量可以大不相同,相反地, 溫度的變遷微小, 雖攝氏一度之差, 亦可精密量出, 在冬春季節(jié)即能影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。而且冬季溫度因受北面西伯利亞高氣壓的控制, 使我國(guó)東部沿海地區(qū)溫度升降比較統(tǒng)一, 所以本文以冬季溫度的升降作為我國(guó)氣候變動(dòng)的唯一指標(biāo)。
考古時(shí)期(約公元前3000——前1100年) 西安附近的半坡村遺址(屬于仰韶文化,用碳-14同位素測(cè)定為約5600——6080年前)和河南安陽(yáng)殷墟(約前1400——前1100年)的發(fā)掘表明,當(dāng)時(shí)獵獲的野獸中有竹鼠、麞和水牛等熱帶和亞熱帶的動(dòng)物,而現(xiàn)在西安和安陽(yáng)一帶已經(jīng)不存在這些動(dòng)物了。此外,在殷代留下來(lái)的甲骨文上可以看出當(dāng)時(shí)安陽(yáng)人種稻比現(xiàn)在大約要早一個(gè)月。在山東歷城縣發(fā)掘龍山文化遺跡中找到一塊炭化竹節(jié),有些陶器外表也似竹節(jié)。這說(shuō)明在新石器時(shí)代晚期,竹類的分布在黃河流域,可直到東部沿海。根據(jù)這些事實(shí),我們可以假設(shè),五千年以來(lái),竹類分布的北限大約向南后退1—3個(gè)緯度。
對(duì)照黃河下游和長(zhǎng)江下游各地溫度,可以說(shuō)5000年前的仰韶到3000年前的殷墟時(shí)代是中國(guó)的溫和氣候時(shí)代,比現(xiàn)在年平均溫度高2℃左右,正月份的平均溫度高3—5℃。
物候時(shí)期(前1100——1400年) 人們要知道一年中寒來(lái)暑往,常常用肉眼來(lái)看降霜下雪,河開(kāi)河凍,樹(shù)木抽芽發(fā)葉、開(kāi)花結(jié)果,候鳥(niǎo)春來(lái)秋往,等等,這就是物候。物候?qū)W也可以說(shuō)是沒(méi)有觀測(cè)儀器時(shí)代的氣象學(xué)和氣候?qū)W。我國(guó)勞動(dòng)人民早在公元前11世紀(jì)便開(kāi)創(chuàng)了這種觀測(cè),積累了3000年的豐富材料。
中國(guó)的許多方塊字,用會(huì)意象形來(lái)表示。在周朝(公元前1066年開(kāi)始,定都于西安附近的鎬京)初年的文件中,如衣帽、器皿、書(shū)籍、家具和樂(lè)器等名稱都以“竹”為頭,表示這些東西最初都是用竹子做成的。可見(jiàn)周初黃河流域竹類廣泛生長(zhǎng),而現(xiàn)在則不行了。商周時(shí)代,黃河流域的勞動(dòng)人民都從事農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)。對(duì)于他們,季節(jié)的運(yùn)行是很重要的事。人民采用各種方法來(lái)定春分,作為農(nóng)業(yè)操作的開(kāi)始時(shí)期。當(dāng)時(shí)位于山東近海的郯國(guó)人民,每年觀測(cè)家燕的最初來(lái)到以定春分,但是現(xiàn)在家燕3月22日才到長(zhǎng)江下游。郯城和長(zhǎng)江下游的上海兩地的年平均溫度相差1.5℃,正月平均溫度相差4.6℃。這個(gè)結(jié)果與考古時(shí)期用竹子分布區(qū)域變化的方法所得的結(jié)果是一致的。
周初溫暖的氣候不久就惡化了,漢江在公元前903年和公元前897年就兩次結(jié)冰。但是,到春秋時(shí)期(前770—前481年)又和暖了?!蹲髠鳌分型岬?,山東魯國(guó)過(guò)冬,冰房得不到冰。周朝中期,黃河流域下游到處可以生長(zhǎng)梅樹(shù)。《詩(shī)經(jīng)》中就有五次提過(guò)梅?!肚仫L(fēng)》中有“終南何有?有條有梅”的詩(shī)句。終南山位于西安之南,現(xiàn)在無(wú)論是野生的還是栽培的,都無(wú)梅樹(shù)了。而且在商周時(shí)期,梅子被普遍用來(lái)調(diào)和飲食,因當(dāng)時(shí)不知有醋。這說(shuō)明梅樹(shù)的普遍性。戰(zhàn)國(guó)秦漢時(shí)期,氣候繼續(xù)暖和。清初的張標(biāo)研究了秦朝《呂氏春秋》中的物候資料,認(rèn)為秦時(shí)春初物候要比清初早三個(gè)星期。漢朝司馬遷在《史記》中描寫了當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)作物的分布,如桔在江陵(四川),桑在齊魯(山東),竹在渭川(陜西),漆在陳夏(今河南南部)。這些亞熱帶植物的北界比現(xiàn)時(shí)都推向北方。公元前110年,黃河在瓠子決口,斬伐了河南淇園的竹子編筐盛石子來(lái)堵口,可見(jiàn)那時(shí)河南淇園竹子的繁茂。
到東漢時(shí)代,即公元之初,我國(guó)天氣有趨于寒冷的趨勢(shì),有幾次冬天嚴(yán)寒,國(guó)都洛陽(yáng)晚春還降霜雪,但冷的時(shí)間不長(zhǎng)。當(dāng)時(shí),河南南部的桔和柑還十分普遍。直到三國(guó)時(shí)代,曹操(155—220)在銅雀臺(tái)(今河南臨漳西南)種桔,已經(jīng)不能結(jié)實(shí)了,氣候已比司馬遷時(shí)寒冷。曹操兒子曹丕在225年,到淮河廣陵(今淮陰)視察十多萬(wàn)士兵演習(xí)。由于嚴(yán)寒,淮河忽然結(jié)冰,演習(xí)不得不停止。這是我們所知道的第一次有記載的淮河結(jié)冰。那時(shí),氣候已比現(xiàn)在寒冷。這種寒冷繼續(xù)下來(lái),直到第3世紀(jì)后半葉,特別是280—289年這十年間達(dá)到頂點(diǎn)。當(dāng)時(shí)每年陰歷4月份降霜,估計(jì)那時(shí)的年平均溫度比現(xiàn)在低1—2℃。南北朝時(shí)(420—579年),南京覆舟山筑有冰房,是用以保存食物新鮮的。那時(shí)南京的冬天應(yīng)比現(xiàn)在要冷2℃,才能提供儲(chǔ)藏需用的冰塊。約在533—544年出版的《齊民要術(shù)》,總結(jié)了六朝以前中國(guó)農(nóng)業(yè)最全面的知識(shí)。根據(jù)這本書(shū),當(dāng)時(shí)黃河以北陽(yáng)歷4月中旬杏花盛開(kāi),5月初旬桑樹(shù)生葉,與現(xiàn)在相比約遲了兩周到四周。此外,書(shū)中還講到當(dāng)時(shí)黃河流域石榴樹(shù)過(guò)冬要“以蒲藁裹而纏之”,也表明6世紀(jì)上半葉比現(xiàn)在冷。
隋唐時(shí)代(581—907)中,在第7世紀(jì)中期,氣候變得和暖了。650年、669年和678年的冬季,國(guó)都長(zhǎng)安無(wú)冰無(wú)雪。8世紀(jì)初和9世紀(jì)的初和中期,西安的皇宮里和南郊的曲池都種有梅花,而且還種有柑桔。公元751年皇宮中柑桔結(jié)實(shí),公元841—847年也有過(guò)結(jié)實(shí)的記錄。柑桔只能抵抗-8℃的低溫,而現(xiàn)在的西安幾乎每年的絕對(duì)最低溫度都在-8℃以下。到公元11世紀(jì)初期,華北已不知有梅樹(shù)了。宋朝詩(shī)人蘇軾(1036—1101年)有“關(guān)中幸無(wú)梅”的詩(shī)句。王安石(1021—1086年)嘲笑北方人誤認(rèn)梅為杏,他的詠紅梅詩(shī)有“北人初不識(shí),渾作杏花看”的句子。從這種物候的常識(shí),就可知道唐宋兩朝溫寒的不同。12世紀(jì)初期,中國(guó)氣候加劇轉(zhuǎn)寒。公元1111年太湖全部結(jié)冰,冰上還可以通車。太湖和洞庭山出了名的柑桔全部?jī)鏊馈:贾萋溲╊l繁,而且延到暮春。根據(jù)南宋的歷史記載,從1131—1260年,每十年降雪平均最遲日期是4月9日,比12世紀(jì)以前十年的最晚春雪約推遲一個(gè)月。1153—1155年,蘇州附近的南運(yùn)河冬天結(jié)冰。1170年陽(yáng)歷10月,北京西山遍地皆雪?,F(xiàn)在,這種現(xiàn)象是罕見(jiàn)的了。福州是中國(guó)東海岸生長(zhǎng)荔枝的北限,一千多年來(lái),曾有兩次荔枝全部死亡,一次在1110年,另一次在1178年,均在12世紀(jì)。
日本的封建主歷年在西京花園設(shè)宴慶祝日本的櫻花盛開(kāi),從9世紀(jì)至19世紀(jì),均有日期的記載,從而保留了一份物候記錄。這個(gè)櫻花開(kāi)放時(shí)期,以第9世紀(jì)為最早,第12世紀(jì)為最遲。
12世紀(jì)剛結(jié)束,杭州的冬天又開(kāi)始回暖。1200年、1213年、1216年和1220年,杭州沒(méi)有冰和雪。這個(gè)時(shí)候,北京的杏花也是在清明開(kāi)放,與今日相同。這種溫暖氣候好象繼續(xù)到13世紀(jì)的后半葉。因?yàn)樽运逄圃诤觾?nèi)(今河南博愛(ài))、西安和鳳翔(陜西)設(shè)立的管理竹園的竹監(jiān)司,在宋元兩代斷斷續(xù)續(xù),直到明朝(1368—1644年)末年才完全停止。從此,竹子在黃河以北不再作為經(jīng)濟(jì)林木培植了。
13世紀(jì)初和中期的比較溫暖的期間是短暫的,不久冬季又嚴(yán)寒了。據(jù)收集到的記載,1309年,無(wú)錫一帶運(yùn)河結(jié)冰。1329年和1353年,太湖結(jié)冰數(shù)尺,桔樹(shù)再次凍死。1351年陽(yáng)歷11月黃河在山東境內(nèi)就有冰塊順流而下,而近年河南和山東到12月時(shí)黃河才出現(xiàn)冰塊。當(dāng)時(shí)家燕在北京是4月末來(lái),8月初去,同現(xiàn)在物候記錄相比,來(lái)去各晚早一周??梢?jiàn),14世紀(jì)比13世紀(jì)和現(xiàn)時(shí)為冷。日本櫻花物候也有同樣的反映。
1221年,丘處機(jī)從北京出發(fā)去中亞見(jiàn)成吉思汗,曾路過(guò)新疆賽里木湖。他稱之為“天池”。他說(shuō),湖的四周有山環(huán)抱,山上蓋雪,影映湖中。但是,現(xiàn)在那些山峰上已無(wú)雪了。那些山峰高約3500米,說(shuō)明那時(shí)雪線在3500米以下?,F(xiàn)代天山這部分的雪線位于3700至4200米,則13世紀(jì)的雪線大約比現(xiàn)在低200—500米。在歐洲的俄羅斯平原,寒冷期約在1350年開(kāi)始;在德意志、奧地利地區(qū),1429—1465年是氣候顯然惡化的開(kāi)始;在英格蘭,1430年、1550年和1590年的歉收,也與天氣寒冷有關(guān)。由此可見(jiàn),寒冷的潮流開(kāi)始于東亞,而逐漸向西移。
方志時(shí)期(1400——1900年) 近人曾經(jīng)根據(jù)665種方志統(tǒng)計(jì)了太湖、鄱陽(yáng)湖、洞庭湖、漢江和淮河的結(jié)冰年代(13世紀(jì)至20世紀(jì)),以及近海平面的熱帶地區(qū)降雪落霜年數(shù)(16世紀(jì)開(kāi)始)。從這些材料可以看出,我國(guó)溫暖冬季是1550—1600年和1720—1830年間。寒冷冬季是在1470—1520年、1620—1720年和1840—1890年間。以世紀(jì)來(lái)分,則以17世紀(jì)最冷,19世紀(jì)次之。
這個(gè)結(jié)果與日本諏訪湖(北緯36°,東經(jīng)138°)的結(jié)冰日數(shù)相比較,是近乎一致的。只是日本嚴(yán)冬開(kāi)始和結(jié)束的年代,比中國(guó)提早四分之一世紀(jì)。
上面談到15世紀(jì)到19世紀(jì)冬季是相對(duì)寒冷的,最冷的是17世紀(jì),特別是1650—1700年間。例如,江西的桔園和柑園在1654年和1676年兩次寒潮中,完全毀滅了。在這50年期間,太湖、漢江和淮河均結(jié)冰四次,洞庭湖也結(jié)冰二次。我國(guó)熱帶地區(qū),冰雪也極頻繁。湖北沙市在1608—1617年記載有過(guò)桃、杏、丁香、海棠等開(kāi)花日期,與今日武昌相比,要遲七天到十天。1653—1655年間北京物候記載與現(xiàn)在相比,也要差遲一、二星期。并且根據(jù)當(dāng)時(shí)旅行記錄,1653年11月18日天津運(yùn)河已冰凍,不能通航,只得乘車到北京;1656年返程時(shí),北京運(yùn)河是3月5日解凍的。因此可以估計(jì)當(dāng)時(shí)封凍期為107天,而目前冰凍期只有50—60天。從物候的遲早可以估算北京在17世紀(jì)中葉冬季要比現(xiàn)在冷2℃左右。
儀器觀測(cè)時(shí)期 清代(1644—1910年)北京、南京、杭州和蘇州有過(guò)雨日的記載,根據(jù)秋季初次降雪到春節(jié)末次降雪的平均日期,得出結(jié)論是,1801—1850年間比其前的1751—1800年間和其后的1851—1900年間為溫暖。這與上節(jié)資料是相符合的。
根據(jù)上海氣溫的趨勢(shì),19世紀(jì)最后25年氣候寒冷,1897年左右冬季溫度達(dá)到平均值,隨后在平均值以上約十四年。約在1910—1928年,溫度又逐漸下降到平均值以下。然后升高,1945—1950年超出平均值0.6℃。此后,溫度逐漸降低,1960年回到平均值。在這期間,天津的冬季溫度趨勢(shì),也與上海類似,但頂峰和底點(diǎn)比上海早幾年到來(lái),幅度也較大;而香港的曲線波動(dòng)頂峰和底點(diǎn)則比上海遲滯,幅度也較小。上海八十多年的氣候變幅,在0.5—1℃上下擺動(dòng)。這種擺動(dòng)直接影響植物和動(dòng)物的生產(chǎn),間接控制病蟲(chóng)害的發(fā)生,以及影響農(nóng)業(yè)操作和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
中國(guó)近80年以來(lái)的溫度變遷,已使天山雪線和冰川進(jìn)退受到了影響。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院冰川隊(duì)的調(diào)查,證明在1910—1960的50年間,由于氣溫升高了,天山雪線上升40至50米,西部冰川舌后退500至1000米。東部天山冰川舌后退200至400米。同時(shí),森林上限也升高一點(diǎn)。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)有新鮮的冰川堆積物,無(wú)論是在風(fēng)化程度還是在土壤、植被發(fā)展方面,都明顯地區(qū)別于古老的冰川堆積,所以可以認(rèn)為現(xiàn)在覆蓋在天山高峰的冰川是歷史時(shí)代(即1100—1900年寒冷期)的產(chǎn)物,而不是第四紀(jì)冰川期的殘余。
本文可導(dǎo)致下列初步性結(jié)論:
(一)在我國(guó)近五千年中的最初二千年(即從原始氏族時(shí)代的仰韶文化到奴隸社會(huì)的安陽(yáng)殷墟),大部分時(shí)間的年平均溫度高于現(xiàn)在2℃左右。一月溫度大約比現(xiàn)在高3—5℃。
(二)在那以后,有一系列的上下擺動(dòng),其最低溫度在前1000年、公元400年、1200年和1700年,擺動(dòng)的范圍為1—2℃。
(三)在每一個(gè)400至800年的期間里,可以分出50至100年為周期的小循環(huán),溫度升降范圍是0.5—1℃。
(四)上述循環(huán)中,任何最冷的時(shí)期,似乎都是從東亞太平洋海岸開(kāi)始,寒冷波動(dòng)向西傳播到歐洲和非洲的大西洋海岸,同時(shí)也有從北向南傳播的趨勢(shì)。
我們把3世紀(jì)以來(lái)歐洲溫度升降與中國(guó)的作一對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩地溫度波瀾起伏是有聯(lián)系的。在同一波瀾起伏中,歐洲的波動(dòng)往往落在中國(guó)之后。由于一地的雪線升降與溫度有一定關(guān)系,將我們的結(jié)果與挪威的雪線高低相比,大體也是一致的,但有先后參差之別。只是公元前400年(戰(zhàn)國(guó)時(shí)代),挪威出現(xiàn)過(guò)一個(gè)中國(guó)所沒(méi)有的寒冷時(shí)期。
最近丹麥哥本哈根大學(xué)物理研究所在格陵蘭島上的冰川塊中,以氧-18同位素法,研究結(jié)冰時(shí)的氣溫。1700年來(lái)格陵蘭氣溫的升降與本文結(jié)果是一致的。此外,三千年前中國(guó)有一個(gè)寒冷時(shí)期,在格陵蘭用氧-18同位素法也得出了同樣的反映。
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