今年北方降水多?歷史上或許更多……
發(fā)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(jiān)制:中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)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(qū)從入夏一直持續(xù)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(xiāng)。

難道北方終于摘下了“干旱”的帽子?

  雖然“南澇北旱”的常規(guī)格局已深入人心,但回望歷史我們會發(fā)現(xiàn),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(chǎn)生的原因?或許遠比人們想象的復雜

  氣候發(fā)生變化的原因十分復雜,每一次氣候事件的出現(xiàn)都是多種因素相疊加的結(jié)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(shù)的周期變化或地外天體撞擊,小到火山噴發(fā),冰山崩塌入海或區(qū)域地形及地表物質(zhì)構(gòu)成的改變都會對局地乃至全球氣候產(chǎn)生或大或小的影響。

  隨著人類社會的不斷發(fā)展,人類活動自工業(yè)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(huán)流并促進了極端氣候事件的出現(xiàn)。

  中國現(xiàn)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(qū)的降水主要來源?,F(xiàn)代我國北方季風區(qū)每年的降水強度主要受東亞夏季風與大陸內(nèi)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(chǔ)上結(jié)合其他各種影響氣候變化因素,最終的結(jié)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(xiàn)在還要濕潤

  人類社會對于氣候變化的現(xiàn)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(zhì)學的相關(guān)研究方法進行。

  目前的研究顯示,近一萬年來全球氣候呈現(xiàn)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(xù)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(xiàn)在更加溫暖,我國華北地區(qū)的年均溫相對現(xiàn)在要高2-3 C,年均降水量相對現(xiàn)在則要高出100-200mm

  這一階段,暖濕的氣候為農(nóng)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(nóng)業(yè)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(fā)展并逐漸向周邊擴張,最終形成了南稻北粟的農(nóng)業(yè)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(xù)很久的暖濕階段再也沒有出現(xiàn)。

  

 

  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(yǎng)生息

  秦漢時期是我國歷史上大一統(tǒng)封建王朝形成與發(fā)展的重要階段,而這一時期的氣候條件同樣相對優(yōu)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(xiàn)在公元前210-180年的秦末與西漢初期。

  在這一時期,華北地區(qū)的冬半年平均溫度比現(xiàn)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(wěn)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(yǎng)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(chǎn)的政策相結(jié)合,可能對漢初社會生產(chǎn)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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、730820、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(qū)降水充沛,《舊唐書》中明確記載了唐代水稻在河南地區(qū)的廣泛推廣與種植,《新唐書》中甚至有在河北等地發(fā)現(xiàn)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(qū)出現(xiàn)了一次異常的增溫現(xiàn)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(qū)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(xiàn)代約0.3 C。華北地區(qū)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(qū)出現(xiàn)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(jié)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(xù)至20世紀初期。

氣候變化對人類社會的影響

  即便是在生產(chǎn)力已經(jīng)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會中,一場不期而至的暴雨依舊會給受災地區(qū)的正常運轉(zhuǎn)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(fā)生必然會對當時的人類社會產(chǎn)生巨大的影響。

  目前對于氣候變化與文明發(fā)展的研究顯示,我國中原王朝自東漢以來戰(zhàn)亂頻發(fā)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(nóng)耕王朝的沖突頻率在冷期也更加頻繁,且發(fā)生沖突的位置更偏南。

  干旱與洪澇導致農(nóng)業(yè)歉收,進而產(chǎn)生饑荒、社會動蕩乃至戰(zhàn)爭,最終導致人口銳減,政權(quán)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(xiàn)了氣候變化與文明演進間存在的必然聯(lián)系。

  

 中國歷史溫度、糧食豐歉、饑荒和農(nóng)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(tǒng)建筑屋頂?shù)钠露冗M行調(diào)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(jié)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(xù),雖然目前人類已經(jīng)可以對地球的氣候系統(tǒng)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(huán)境協(xié)同演化的理解也會更進一步。

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