我国xx的气候学家竺可桢，根据考古资料及历史文献中丰富的气象学和物候学的记载，进行了{zy1}的研究，提出我国近五千年来气候变化的趋势，大致划分为四个时期①： 一、约公元前3000-公元前1100 年的温暖时期 竺可桢把它称为"考古时期"，因为这一时期主要是根据考古发掘的遗迹来加以考证推断的。 西安市附近半坡村的仰韶文化（C14 测定约距今5600-6080 年前）遗址中，发现獐、竹鼠和貉等亚热带动物的骨骼遗骸②；在时间上晚于仰韶文化的河南安阳的殷墟（约前1400-1100 年）遗址中，除獐、竹鼠外还发现有象、貘、水牛等的遗骨③。殷墟出土的甲骨文中有不少关于象的记载，如"今月其雨，只（获）象"，"于癸亥眚象，易日"。据闻一多解释，甲骨文中"眚" 是打猎的意思。既然把象作为打猎的对象，就说明它不是由外地引进或人工饲养的，而是野生的、自然分布的。同时殷周遗址出土的象尊和青铜器的象纹，也是当时人们在现实生活中对象已很熟悉的反映。至于历史文献中，也有不少关于象的记载，例如《吕氏春秋•古乐》中有："商人服象"，说明商人能够驯养野象。又《孟子•腾文公下》有"周公相成王，诛纣伐奄"，"驱虎、豺、犀、象而远之"。河南省古称豫州，"豫"字据胡厚宣解释，就是一个人牵着一头象的标志①。以上这些都是商代及周初黄河下游有野象活动的证明。 貘和象都是东南亚热带森林地区的动物。现代的象目前在我国只能自然生存在云南省南部西双版纳的密林中。亚洲现代的貘，更局限于马来半岛及苏门答腊的沼泽森林。这些喜暖的古动物遗骸，指示了当时黄河流域气候的温暖和湿润②，考古学家尹达还在山东历城县一处稍晚于仰韶文化的龙山文化遗址中，发现了炭化的竹节。现代竹类大面积的生长大体上已不超过长江流域。竺可桢氏据此假设五千年来竹类分布的北限大约向南后退了1-3°纬度，从而证实当时的年平均温度比现在高2℃左右，冬季1 月的平均温度比 现在高3-5℃。 殷商时代，黄河流域从事农业和畜牧业的劳动人民，很重视季节的变化。殷墟甲骨文记载当时安阳人相当阳历3 月下种，比现在要早一个月；位于山东的郯国人每年观察家燕的最初来到以定春分，作为农耕的开始。现在家燕在3 月22 日（春分日）才到达上海，而山东郯城和上海两地的年平均温度相差1.5℃，1 月的平均温度相差4.6℃，正与上面根据竹子分布区域温度变化的推算是一致的。① 竺可桢：《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，《考古学报》1972 年1 期。② 《中国田野考古报告集》，《西安半坡》，《考古学专刊》丁种第14 号，文物出版社，1963 年。③ 杨钟健等《安阳殷墟的哺乳动物类》，《中国古生物志》，北京地质调查所，丙种第12 号，第1 册，1936年。① 胡厚宣：《气候变迁与殷代气候之检讨》，《中国文化研究汇刊》4 卷1 期，1944 年。② 计宏祥：《从动物化石看古气候》，《化石》第2 期，1974 年。 二、公无前1100 年-公元1400 年的寒暖交错时期 竺可桢把它称为物候时期，因为这一时期人们还没有观察气象的仪器，都用人目来看降霜下雪，结冰开冻，树木抽芽发叶，开花结果，候鸟春来秋往等来判断寒来暑往，这就叫物候。根据有关物候的文字记载材料，这一时期可分为以下几个阶段： 1.从公元前1100 年到公元前850 年的西周前期，我国气候在长达几百年的{dy}温暖期之后，进入了{dy}个短暂的寒冷期。 这个时期，我国已有文字记载可供查考。据《竹书纪年》记载：周孝王七年（前903 年）"冬，大雨雹，牛马死，江、汉俱冻"①。现代江汉流域在一般年份是不封冻的，这就说明当时我国长江中游一带的气候比现在寒冷。 《诗经•豳风•七月》相传是周初时期的作品，诗中描述豳（邠）地："八月剥枣，十月获稻，为此春酒，以介眉寿"，也反映了当时陕西关中地区气候的严寒。 2.从公元前770 年到公元初的春秋、战国、秦、西汉时期，我国气候又转入第二个温暖期。 春秋时期（前770-前476 年），由于天气和暖了，山东鲁国过冬时，冰房得不到冰②。又《诗经•秦风•终南》云："终南何有？有条有梅"。终南山位于西安以南，梅树是亚热带植物，现在这些地方早已不能生长梅树了。 战国时期（前475-前222 年），《荀子•富国篇》说："今是土之生五谷也，??一岁而再获之，"①说明北方一年可生产两季作物。而现在北方只有两年轮种三季作物，说明战国时代由于气候温暖，植物生长季节比现在长。 秦代（前221-前206 年）气候继续温暖。吕不韦著《吕氏春秋》，曰："冬至后五旬七日菖生，菖者，百草之先也，于是始耕"②。今陕西菖蒲生叶为三月上旬，说明秦初物候要比现代早十天。 汉武帝（前140～前87 年）时，司马迁在《史记•货殖列传》中记载西汉时经济作物的地理分布："蜀、汉、江陵千树橘；??陈、夏千亩漆；齐、鲁千亩桑麻；渭川千亩竹。"这些亚热带植物的北界现在都已南移。汉武帝元封元年（前110 年），黄河在瓠子（河南）决口，砍淇园（今河南淇县西北）竹子编筐盛石子来堵口，可见那时河南竹子的繁茂。① 王国维：《古本竹书纪年辑校》。② 《春秋》：鲁桓公十四年（前698 年）"春正月，无冰"；鲁成公元年（前590 年）"春二月，无冰"；① 王先谦：《荀子集解》。② 《吕氏春秋》卷二六《士容论•任地篇》。③ 〔唐〕李德裕：《瑞桔赋•序》，见《李文饶文集》卷二十。④ 《三国志》卷二《魏志•文帝纪》。⑤ 《资治通鉴》卷九五《晋纪》。 3.从公元初年到公元600 年东汉、三国到六朝时代，我国气候又转入第二个寒冷期。 东汉初期天气又趋寒冷，有几次冬季严寒，首都洛阳晚春还降霜雪，冻鲁襄公二十八年（前545 年）"春，无冰"。 饿死不少穷苦人民。 三国时，曹操在铜雀台种桔，只开花而不结果③。魏黄初六年（225 年），淮河首次结冰，时魏文帝曹丕到广陵（今淮阴）视察十多万士兵演习，因天气骤寒，淮河冰封，演习被迫中止④。晋太和元年（366 年），渤海从昌黎到营口，连续三年全部结冰，冰上可载车马及三、四千人的xx⑤。 南北朝时（420～589 年），南朝都城建康（今南京）覆舟山筑有冰房，用来保存新鲜食物，供宫庭贵族享用。那时，南京的冬天，比现在要冷2℃，才能提供储藏用的冰块。北朝的贾思勰约在公元533-544 年写了一本《齐民要术》，记录当时黄河以北"三月上旬及清明节桃始花为中时，四月上旬及枣生叶、桑花落为下时"①。与现在相比，约迟十天至半个月。书中还提到当时黄河流域石榴树过冬，"十月中，以蒲藁裹而缠之，不裹则冻死也"②。而现在河南、山东石榴树冬季已不需任何防冻措施，也表明六世纪上半叶气候比现在冷。 4.从公元600 年到1000 年的隋、唐到北宋初期，我国气候又进入第三个温暖期。唐高宗时期，永徽元年（650 年）、总章二年（669 年）及仪凤三年（678 年）的记载，国都长安冬季无冰无雪，其气候的温暖可见一斑。唐玄宗（712-756 年）及唐武宗（841-846 年）时期，都有记录说皇宫及南郊的曲江池种有梅花和柑桔。玄宗的妃子江采苹因其所居种满梅花，而有梅妃之称③。唐武宗曾将宫中桔树所结桔子赏赐大臣每人三个④。柑桔和梅树只能抵抗-8℃及-14℃的{zd1}温度，而现在的西安，每年的{jd1}{zd1}温度都在-8℃以下，有时降到-14℃以下，梅树已生长不好，更不用说柑桔了。 5.从公元1000 年到1200 年的两宋时期，我国气候又转向第三个寒冷期。 公元十一世纪初期，华北已没有梅树了。xx的北宋诗人苏轼（1037-1101 年）有哀叹"关中幸无梅"的诗句⑤。王安石（1021-1086 年）的《咏红梅诗》有"北人初不识，浑作杏花看"之句⑥，嘲笑北方人到南方误认梅为中国五千年来气候的变迁分析世界正在变冷杏。 到十二世纪初期，气候加剧转寒，北宋政和元年（1111 年），太湖全部结冰，冰上可以通车⑦，太湖洞庭山有名的柑桔全部冻死。南宋时，杭州降雪时间经常延至暮春。十二世纪的南宋前期，每十年降雪平均最迟日期是四月九日,，比十二世纪以前十年最晚春雪的日期推迟了一个月①。绍兴二十三年（1153 年），金国使臣来杭时，苏州一带船工要预备铁锤破冰开路②。乾道六年（1170 年），诗人范成大出使金朝，于重阳节（阳历10 月20 日）到达北京，当时西山遍地皆雪，他赋诗纪念③。素有"荔枝故乡"之称的福州，曾先后于北宋元符三年（1110 年）及南宋淳熙五年（1178 年），两次因遭到严寒，荔枝树全部死亡④。以上都说明唐、宋两期的气候，温寒大不相同。① 《齐民要术》卷一《种谷第三》。② 《齐民要术》卷四《安石榴第四十一》。③ 〔唐〕曹邺：《梅妃传》，见《说郛》卷三十八。④ 〔唐〕李德裕：《瑞桔赋•序》，见《李文饶文集》卷二十。⑤ 《苏东坡集》第四册，页86，《杏》，商务印书馆《国学基本丛书》本。⑥ 《王荆公文集》卷四十《红梅》。⑦ 〔元〕陆友仁《研北杂志》卷上。① 竺可桢：《南宋时代气候之揣测》，《科学》10 卷2 期，1925 年。② 〔金〕蔡珪：《撞冰行》，见金元好问编《中州集》卷一，中华书局，1962 年。 6.从公元1200 年到1300 年的南宋中期到元代中期，我国气候又进入第四个温暖期。 十三世纪初开始，气温回暖。南宋庆元六年（1200 年），嘉定六、九、十三年（1213、1216、1220 年），杭州没有出现过冰和雪。嘉定十七年（1224年），xx道士邱处机有过描写北京《春游》诗："清明时节杏花开，万户千门日往来。"⑤可见那时北京物候已与今日北京相仿。 这种温暖气候一直延续到十三世纪后半叶，这从华北竹子的分布可得到证明。隋、唐时代，河内（今河南博爱县）、西安和凤翔设有专管竹园的衙门司竹监。南宋初期，因无生产，河内和西安的司竹监被取消了。元朝初期（1268～1292 年），这两处又恢复了司竹监的设置。 三、从公元1400 年-1900 年的寒冷时期 竺可桢称这一阶段为方志时期。因为明清两代我国多数地方都有了方志，对区域性的气候变化有了更详细的记录，特别是对于各种异常的气候及其所引起的灾害，提供了可靠的资料。 在公元十五世纪到十九世纪的五百年中，是我国历史时期的第四个寒冷期。但是，这期间的气候仍有多次小的冷暖起伏，其间经历了三次寒冷的变化。 1.{dy}冷期 这次冷期从明成化六年（1470 年）起，到正德十五年（1520 年）止，大约持续了五十年左右的时间，其中弘治六年（1493 年）淮河流域各地普降空前未有的大雪，从当年九月起，至次年二月方止，降雪期竟长达半年之久，当时苏北沿海变成一片"寂静的冰原"。正德八年（1513 年），洞庭湖、鄱阳湖、太湖同时结冰。湖面宽阔的洞庭湖竟成为"冰陆"，不仅可以行人，而且可以通车。以上事实足以证明了这半个世纪我国气候寒冷的程度。 2.第二冷期 从明泰昌元年（1620 年）起，至清康熙五十九年（1720 年）止，长达一百年之久。其中特别是清顺治七年（1650 年）至康熙三十九年（1700 年）的十七世纪后半个世纪最为寒冷，是在这一整个寒冷期中最冷的时期。 在这最寒冷的五十年间，汉水五次结冰，太湖与淮河四次结冰，洞庭湖三次结冰，位置最偏南的鄱阳湖，康熙九年（1670 年）也结了冰。建于唐朝，经营近千年的江西省的柑桔园，在顺治十一年（1654 年）和康熙十五年（1676年）的两次寒潮中xx毁灭了①。根据明崇祯六年（1633 年）阴历八月七日徐霞客游五台山时，看到"阴崖悬冰数百丈，??台间冰雪，种种而是。闻__雪下于七月二十七日"②。当时五台山夏季下雪，阴崖冰雪不消，可见其寒冷的程度。又根据顺治十年（1653 年）杭州人谈迁的旅行记录③，他于是年前往北京，阳历11 月18 日，途经河西务（今天津市武清县西北），运河始冰冻，只得乘车到北京。顺治十三年（1656 年）返程时，阳历3 月7 日河西务运河开始解冻。由此推算，当时运河的封冰期一年中达一百零九天之久。而现代运河冰冻期平均每年只有五十六天，①即封冰平均日期为12 月26 日，开河平均日期为 2 月 20 日，比谈迁所记分别要早三十九天及十六天。从物候的迟早可以估算，北京在十七世纪中叶冬季比现在冷2℃左右。③ 《范石湖集》卷十二《燕宾馆》诗自注："至是适以重阳，??西望诸山皆缟，云初六日大雪"。④ 李来荣等：《关于荔枝龙眼的研究》，科学出版社，1956 年。⑤ 〔元〕李志常：《长春真人西游记》卷下，《丛书集成》本，页28。① 叶梦珠：《阅世编》卷七，种植。 3.第三冷期 从清道光二十年至光绪十六年（1840-1890 年）止的五十年间，进入第三冷期。在这次冷期中，汉水结冰四次，鄱阳湖三次，太湖两次，洞庭湖及淮河各一次。其间寒冷最显著的如咸丰九年（1859 年）"六月，青浦夜雪大寒，黄岩奇寒如冬，有衣裘者"②，盛夏降雪衣裘，严寒可知。又咸丰十一年（1861 年）十二月，"蒲圻大雪，平地深五、六尺，冻毙人畜甚多，河水皆冰"③。这是长江以南。至于北方，西安府的三原县在同治十二年（1873 年）十一月，曾连续"大雪六十余日"④，寒冷程度当更为严重。 四、公元1900 年以来的气候波动时期 竺可桢称这一时期为仪器观测时期。十七世纪，耶苏会教士把气温表引进中国。1867 年，俄国人在北京建立了{dy}个气象与地磁站。到二十世纪，气象观察仪器大大发展，人们对气候的变动更敏感了。1911 年，中国政府才建立正规的气象站，从此进入了仪器观察时期。关于本世纪以来气候波动的 情况，本章第三节再予论述。② 《徐霞客游记》卷一下。③ 谈迁：《北游录•纪程》，中华书局，1962 年版。① 根据水利电力部水文研究所整理1930-1949 年天津附近杨柳青站的记录。② ③④《清史稿》卷四十《灾异志》一。 第二节 五千年来中国气候变动的规律 人类历史时期，正处于第四纪{zh1}一次亚冰期之后的冰后期的后半期。 西方资产阶级学者长期以来一直认为人类有史以来，在整个冰后期中只是短暂的一瞬，气候没有什么变动。竺可桢研究的成果，从根本上否定了这一唯心的论断。他发现人类历史时期的气候，也有冷暖交替的变化，只是变化幅度较小而已。 一、我国历史时期气候波动的总趋势 从竺可桢所划分的我国四次温暖气候时期和寒冷气候时期的交替变迁情况来看，历史时期气候波动总的趋势是：温暖时期一个比一个短，温暖程度一个比一个低。从生物分布的变化上可以反映出这个趋势。 1.{dy}个温暖期 历经两千年以上（从前3000 年到前1100 年左右），这是冰后期中最强的一个温暖时期，被称为"气候最宜时期"。当时我国北方的气候比现在温暖潮湿，正如前述黄河流域有大量野生象的存在。最近我国古生物工作者在河北阳原县丁家堡水库全新统的地层中，发掘出野生象的遗齿和遗骨，证实夏代末到商代初，即公元前十八世纪前后，今桑干河中游一带也有野象分布。这一发现，把历史时期已知野象分布的北界，推到北纬四十多度。 2.第二个温暖期 历经七百多年（前770 年到公元初的秦、汉时代），象群栖息的北界迁移到了秦岭、淮河以南，即南移至北纬三十三度。例如公元前七世纪时，淮河下游近海一带被称为"淮夷"的少数民族，曾经向鲁国（今山东曲阜县）献了"元龟象齿"的宝物①，反映春秋时代淮河下游一带有野象的存在。又《国语•楚语上》叙述公元前六世纪初，楚国号称"巴浦之犀、犛、兕、象，其可尽乎"，这也是长江以北有象栖息的明证。 3.第三个温暖期 历经四百多年（从600 年到1000 年的隋、唐至北宋初时代）。象群栖息的北界已移至长江以南，即南移到北纬三十度左右，例如五代后唐长兴二年（931 年），"有象入信安（今浙江衢县）境，（吴越）王命兵士取之，圈而育焉"②。北宋"建隆二年（961 年）五月，有象至澧阳（今湖南澧县）、安乡（今县）等县"③。 4.第四个温暖期 仅经历一百年（从1200 年到1300 年的元代初期），回暖程度不及前三个温暖期。象群栖息的北界已移至南岭以南，即南移到北纬二十三度左右，并有由东向西逐步转移的趋向。南宋乾道七年（1171 年），"潮州野象数百食稼"。③_w__雷_郚i恩州（今恩平县）等地山林中也有"群象"。⑤到十四世纪，广东雷州半岛至广西南部一带仍有野象分布。如明洪武十八年（1385 年），"十① 《诗经•鲁颂•泮水》。② 《十国春秋》卷七八《吴越武肃王世家》。③ ④《宋史》卷六六《五行志》。⑤ 《宋会要辑稿》刑法二之四，淳化二年（991 年）四月二十七日诏。 万山象出害稼，命南通侯率兵二万驱捕，立驯象卫于郡"。⑥二十二年（1389年）,，"广东雷州卫进象一百三十二"⑦。到十九世纪三十年代以后，我国野象的分布xx于云南省西南部西双版纳等地了。 与温暖时期越来越短、温暖程度越来越低相反的是，寒冷时期却一般说来一个比一个长，寒冷程度一个比一个强。{dy}个寒冷期历经一百五十年（前1000 年左右到前850 年的周代初期）；第二个寒冷期历经六百年（公元初年到600 年的东汉、三国、六朝时代）；第三个寒冷期比较短，仅经历了二百年（1000 年到1200 的南宋时代）；第四个寒冷期从1400 年明末清初开始， 迄今已有五百八十年。在这四个时期中江河封冻的情况是：由公元前903 年及897 年长江支流汉水的两次结冰，到公元225 年淮河首次结冰，到1111年太湖结冰，以至1650～1700 年的五十年间，汉水五次结冰，太湖和淮河均四次结冰，洞庭湖三次结冰和1670 年长江也几乎封冻。这一由北而南，由支流而干流的封冻过程，也充分反映出寒冷程度越来越强烈的趋势。 在同一个寒冷期，温度也有一系列上下摆动。我国四个寒冷期的{zd1}温度分别在公元前1000 年、公元400 年、1200 年及1700 年，其摆动范围在1-2℃。同时，在每一个四百至八百年的期间里，可以分出五十至一百年为周期小循环，温度变动范围为1～0.5℃。这就是说气候的变化是呈波浪式地进行的，各个高峰（暖的时期）或各个低谷（冷的时期）出现的时间大致相等。 在我国气候史上曾有多次反复出现这种周期性变化的现象。从而表明在人类历史时期，气温可以在一定时期内变暖变冷。这种冷暖交替，只是一种气候的波动，并有一定的周期。但这种变动有一定的限度，它不会持久不变地永远朝着一个方向变化的。 二、中国气候变化与世界气候变化的相关性 我国历史时期气候的波动与世界其他地域比较，可以明显地看出，气候的变动是全世界性的。虽然最暖年和最冷年可以发生在不同的年代，但彼此是先后呼应的。 欧洲从公元前五千年起一直持续到公元前一千五百年左右的温暖期，被称为冰后期的"气候最宜时期"，是一个宜农、宜牧、宜海上捕捞的"黄金时期"。跟我国历史时期的{dy}个温暖期，在时间上大体符合，表明当时世界上气候总的变暖趋势是一致的。 我国历史时期的{dy}个寒冷期，第二个温暖期与欧洲冰后期的"新冰期"，在时间上也大体是一致的，只是在气候特征上有所不同。欧洲冰后期的"新冰期"持续了一千一百年之久，而我国在相当欧洲"新冰期"的初期,，寒冷时期只持续了一百五十年左右。此后气候就转暖了，而且温暖时间竟长达七百余年。这说明当时欧洲比亚洲寒冷的时期要长得多。 英国学者布鲁克斯（C.E.P.Brooks）根据古代西欧所记风暴、严冬记录而作的公元三世纪以来欧洲温度升降图，与竺可桢的我国近5000 年温度变化曲线图对照，可以看出两地温度波澜起伏是有关联的。在同一波澜起伏中，欧洲的波动往往落在中国之后。如十二世纪是中国历史上最寒冷的一个时__期，但欧洲却处于享有"第二次气候最宜时期"美称的温暖时期（900-1300年），到十三世纪才寒冷下来；公元1400 年中国已进入一个新的寒冷期，相当于欧洲的"现代小冰川期"，它是冰后期比较明显的一次气候变动，特别反映在北半球的气候变迁上。但中国转入寒冷也早于欧洲，如德意志、奥地利从1429 到1465 年才是气候显著恶化的开始，英格兰1430、 1550 和1590年也特别寒冷；又如十七世纪的寒冷，中国也比欧洲早了五十年。由此可见，在气温变迁的循环过程中，任何最冷时期，寒冷的潮流似乎都是从东亚太平洋海岸开始，逐渐向西传布到欧洲和非洲的大西洋海岸。同时，也有从北向南移动的趋势。⑥ 嘉庆《广西通志》卷九三《舆地略•物产•太平府》引《太平府志》。⑦ 《明太祖实录》卷一九五。 由于中国和欧洲这两个区域的寒冷冬天，都受西伯利亚高气压的控制。当西伯利亚的高气压向东扩展，中国北部西北风强，则中国严寒而欧洲温暖；反之，如西伯利亚高气压倾向欧洲，欧洲东北风强，则北欧严寒而中国温暖。只有当西伯利亚高压足以控制全部欧亚时，才会同时出现严寒。 与我国邻近的日本，根据它所保存的一份从九世纪到十九世纪关于樱花开放时间的物候记录，以九世纪为最早，十二世纪最迟，①它与中国气候变化 的一致性比欧洲大。 挪威冰川学家曾根据地面升降的结果，绘出近一万年来挪威的雪线升降图，竺可桢将根据古代物候记录所作的近五千年来我国温度变化曲线图与之对比，发现其升降曲线大体上是一致的，只是有先后参差之别而已。 近年来，丹麦首都哥本哈根大学物理研究所丹斯加德（W.Dansgaard）教授，用放射性同位素方法对格陵兰一千七百年来冰川所进行的古气候测定，其气温曲线几乎与竺可桢的曲线图是平行的。从三国到南北朝的低温，唐代的高温到南宋、清初的两次骤寒，与格陵兰几乎是一致的，只是时间上稍有参差。如十二世纪初，格陵兰尚处于高温阶段，而中国南宋严寒时期业已开始；但相差也不过三、四十年，格陵兰温度就迅速下降至平均以下，说明格陵兰古代气候变迁与中国是一致的。与欧洲十二、十三世纪的温暖廻然不同，竺可桢认为，这是由于格陵兰和我国虽纬度高低不同，但都处于大陆的东缘，虽面临海洋，仍然是大陆性气候，与西欧的海洋性气候所受环流影响不相同的关系。 格陵兰与中国相距二万余公里，而古代气候变动如出一辙。另据涂长望研究"中国气温与同时世界浪动之相关系数"②证实，中国冬季温度与北美洲大西洋岸也有类似变化。由此可见，历史时期的整个气候变动是全球性的。 因为地球上气候大的变动是受太阳幅射所控制的。所以，如冰川的寒冷及间冰期的转趋温暖是全世界一律的，但气候上小的变动在大陆气候与海洋气候的不同作用 以及大气环流的影响下，却在不同地区可显示一定的差异。① 〔日〕和清达夫：《日本之气候》，东京堂，1953 年。② 涂长望：《中国天气与世界大气浪动及其长期预告中国夏季旱涝的作用》，《中国近代科学论著丛刊--气象学（1919-1949）》，科学出版社，1954 年，页373。 第三节 本世纪以来中国气候的变动 二十世纪以来，我国的气候属于历史时期由公元1400 年开始的第四个寒冷期。本世纪以来的气候冷暖变化，只是近六百年来第四个寒冷期这一"近期背景"的延续和发展，仍然属于这个"近期背景"的范畴之内。正如{dy}节所述，我国气候在第四个寒冷期中，已经历了三个冷期和两个暖期。其中第三个冷期是在清道光二十年至光绪十六年（1840-1890 年）的五十年间。进入20世纪后，我国的气候变化，表现出两个明显的特点： 一、在时间上，大致以四十年代为界，划分为前后两个阶段。 从上世纪末期开始，到本世纪的四十年代，是世界性的气候增暖时期，在我国为近六百年来第四个寒冷期的第三暖期。在这个时期，气温总的趋势是升高的。本世纪初，我国每五年的年平均气温多数还在多年平均气温之下。随着气温总的趋势上升，到1920 年前后，各地的五年平均气温已升到多年平均气温左右。20 年代末到30 年代初，全国大多数地方曾有一个短时期微弱的降温（幅度约0.1-0.2℃之间），以后全国气温又继续上升。到四十年代，乃是本世纪最暖的时期，最暖的五年平均气温高于多年平均气温0.5-1.0℃。例如北京、成都、兰州高出0.5℃，上海和沈阳分别高出0.8℃和0.9℃。 特别是这个时期的后半段（1926-1940 年）比前半段（1925 年以前）平均气温更有明显升高，华北地区升高达1.0℃，东北地区上升大约0.2-0.6℃，华东地区升高0.4-0.7℃，华南地区升高较小，部分地方升高0.1-0.5℃，有些地方没有升高，少数地方如广州的气温却略有下降。根据上海的记录，变暖实际上从上世纪末就已开始，从上世纪八十年代到本世纪四十年代的六十年间，年平均气温升高了1.0℃多。根据气象学家杨鉴初的统计①，从1926年开始，我国冬季的寒冷月就开始减少，到1940 年达到最少。总的说来，我国在本世纪二十至四十年代气候显著地变暖了。 气候的转暖，使我国西部地区高山雪线的升降和冰川的进退受到影响。 1960 年，我国攀登珠穆朗玛峰登山队，发现喜马拉雅山山坡雪线已由上世纪四十年代的五千零六十七米升到五千八百米。就是说，在一百二十年间雪线上升了七百三十三米。又据1960-1963 年中国科学院冰川雪线测量队的调查，在1910-1960 年的五十年间，天山雪线上升四十至五十米，西部天山的冰川舌后退五百至一千米，东部天山的冰川舌后退二百至四百米，森林的上限也有所升高。 二十世纪前半期，世界上许多国家的气候也有变暖的趋势，同样出现因增温而使冰雪大量消融的现象。如欧洲东阿尔卑斯山的冰川，在1920-1950年的三十年间，每年平均后退零点六一米，雪线每年平均升高六十三米，其中的柏林纳西冰川已消融不见了。赤道非洲海拔五千二百米的冈野山上的冰川，从上世纪末期开始急剧退缩，以致山下的湖泊因水源不足而水位下降，北非的撒哈拉大沙漠也随之向南扩展，平均每年南伸达一公里多。随着高山冰川退缩及雪线高度的上升，高山上的草地线、森林线和人类活动范围也随着上升和扩大了。至于广大的陆地平原上，由于霜期缩短，作物生长延长以及可供植物吸收的热量和营养物质的相应增加，大大促进了农、林、牧、渔业的发展。① 杨鉴初：《近五十年来我国温度演变的一些特点》，《气象学报》31 卷4 期。 __本世纪初期的增暖现象，到四十年代已达到顶点。此后，我国就进入气温总的趋势是下降的时期，也就是我国近六百年来第四个寒冷期的第四冷期。四十年代以前的变暖，在此期间又先后朝相反的方向变化。转折的年代各地不同，成都在1941 年，北京在1943 年，兰州在1947 年，上海在1948年，沈阳在1950 年。气候变冷，一直持续到1957 年。这时，多数地方的五年平均气温已经降到多年平均气温之下。 在这段时间内，最严酷的天气，发生于1955 年正月，由于连续从西伯利亚来的寒潮，使华中、华南一些地方的{jd1}{zd1}温度打破了纪录，如下表所示： 1955 年正月华中、华南若干地方的{jd1}{zd1}温度（℃） 华中华南热带 安徽正阳关- 24.1 广东汕头0.4 江苏徐州- 16.7 广西南宁- 2.1 汉口- 14.6 海南安定- 0.3 南京- 14.0 海南阳江- 1.4 这一年，正阳关附近的淮河，从1 月1 日至2 月15 日，结冰四十六天；汉水，从1月 1 日至20 日，也结冰二十天；洞庭湖，从1 月3 日至xx结冰三0 天。这是二十世纪以来洞庭湖、汉水和淮河{wy}的一次结冰。 华东的太湖也部分结了冰。中国热带很多地方，甚至连海南岛也下了霜，数十万亩热带树木被冻死。广东的冬红薯这一年也xx毁灭了。随后在1958-1961 年,，我国又开始明显转暖。根据上海十年滑动平均气温曲线，1945-1950年温度超出平均值0.6℃，1951 年以后下降到平均值以下，1960 年又回到平均值。但是五十年代末至六十年代初短期的轻度的回升，自1963 年后，又再度下降。此后，我国多数地区的五年平均气温已降到多年平均气温以下。我国天山乌鲁木齐河源一号冰川，1960 年时冰川负平衡值减少，1963-1965年间即出现了物质平衡现象。珠穆朗玛峰地区的绒布冰川的运动速度，1966年后也有了大幅度的增长，反映冰川的补给量有了较大的增加。 1963 年冬季的严寒，在欧洲也发生相同的情况，阿尔卑斯山地区大雪封山，交通瘫痪，电讯中断，人畜都有伤亡。法国首都巴黎的"凯旋门"下，积雪达一米以上。至于和我国邻近的日本，北海道地区也出现了历史上少见的暴风雪，以致千吨海轮被封冻在北海道西南部的室兰港。 从五十年代至六十年代的二十年间，全国各地降温的幅度来看，东北北部、西北和华南等地平均气温下降了0.4-0.8℃；华东和西南下降了0.5-1.4℃；东北南部和华北地区在五十年代下降了0.4-0.6℃以后，到六十年代又回升了0.1-0.3℃。进入七十年代以后，我国除北方稍有增温外，大部分地区仍继续下降，全国平均降温幅度在0.4-0.8℃之间。以上海为例，1965-1974 年十年间的平均气温为15.6℃，比 1940-1949 年的十年间平均气温16.1℃下降 0.5℃。 五十年代以来气温的下降，给农业经济带来一定的影响。最近二十多年间，东北地区低温冷害不断发生，使粮食生产受到很大损失。北京的生长季缩短了五天，上海缩短了八至十天。1975 年12 月，全国大部分地区{zd1}气温都达到五十年代以来同期的{zd1}值。华南橡胶、甘蔗、香蕉都遭到较重冻害；雷州半岛也溪水冰封；海南岛的南部，也因春季严寒而发生早稻烂秧现象。 二、在地区上，高纬地区的气候变化比中、低纬地区明显 本世纪四十年代以前气候增暖的趋势在北极和北半球纬度较高的地带尤为明显。大西洋及欧洲北方的北冰洋地区，1931-1950 年平均温度比1901-1930 年升高约0.4℃。北极冰覆盖的面积有所缩小，极地冰层的厚度自1896年到1940 年不到五十年的时间里就减少了一百五十米。北极地带由于海水消 融季节的延长，1940 年北冰洋的夏季航行时间已从1900 年的三个月增加到七个月。而大量冰川消融的结果，并使近七十年来，海平面平均每年升高一点二厘米。 五十年代以后气候的降低，也同样以北半球的高纬地区最为明显。从1950 年起到六十年代后期，北纬60 度以北地区气温平均降低了2℃多。北极圈附近的苏联美晋河流域的冻土带，在1940 年以前的六十年间，向北推移了六十公里；五十年代以后它的南界又向南伸展了。1963 年冬季的严寒，也以北极高纬度地区最为严重。在欧洲靠近北极的地区，气温大幅度下降，有的甚至比常年低 10℃之多，这是极为罕见的。 北半球高纬度地区的气候变冷，特别是1972 年以来，世界性大范围的气候异常的频数相应增多，引起人们的关注。气象学界对今后气候演变的趋势，有着不同的看法，欧洲有些气象学家认为地球目前正进入一个"超间冰期"，即一个更为暖和的时期。从二十年代以来，北半球气候一直具有升高趋势。五十年代以后的变冷，只是在长期变暖趋势中的一个小波动而已。今后，地球的平均气温将逐渐增高，以致地球南北两极的冰盖将部分融化，造成海面的上升；另一些气象学者则认为地球正进入它的间发性的冷却期之一的"小冰河期"，六十年代以来的气候变冷只是一种先兆，今后气候将继续变冷，即使会暂时出现一个短暂的回升，也不会达到目前那样温暖，而这种继续变冷的趋势，将持续到二十一世纪前期。世界整个气象学界对今后气候冷暖变化的趋向，尚未取得一致的认识。 我国气象学界大多认为本世纪初期的增暖趋势已经过去，根据太阳活动强度的预报，从1976-1999 年太阳活动强度低，因而将构成一个新的寒冷期。在今后二三十年内，我国以至整个北半球气候都将逐渐向冷的方向发展。 就气候变迁历史的发展阶段来看，我们人类目前正生活在一个气候比较寒冷的时期，而不是温暖的时期。 第四节 影响历史时期中国气候变迁的因素 现代气象学归纳气候的形成有太阳幅射、下垫面及大气环流三大因子。而人类活动对自然界的影响日益扩大，也正在成为气候形成的第四大因子。 这四大因子之间构成了十分复杂的关系，但其中起决定性作用的因子是太阳辐射。它们对世界范围的气候的形成具有普遍的意义。我国五千年来气候的变迁，也正是在这几个因子的相互作用与影响下发生的。但由于我国所处的纬度位置、海陆位置、复杂的地形及支配气候的环流因素，决定了我国气候及其变化的特殊性。 一、太阳辐射 地球上气候的波动首先和太阳辐射的强弱有关。春、夏、秋、冬四季的轮回，寒、温、热三带的分别，都是因为太阳辐射有强弱的缘故。我国领土北起黑龙江江心，南到曾母暗沙，南北跨四十九个纬度。从南到北，包括赤道带、热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带等六个热量带，其中又以温带、暖温带、亚热带面积最广，这是使我国成为气候类型多样，气候资源特别丰富的基本因素。过去以为地球上每一个部分所接受的太阳放射出的辐射能可以太阳常数来衡量，近年来发现太阳黑子、光斑、日珥等的多少，象征着太阳活动的强弱，却有十一年的周期变化，大气中的磁暴、北极光和游离层均与之有关。黑子多时则磁暴与北极光也多，而游离层发生扰动。其下的臭氧层则吸收大量紫外光线，使高空的同温层温度骤然增高而影响到大气环流，从而影响地面上的温度和雨量分布。 所谓黑子就是太阳发光圆面上作涡旋运动的灼热气体，由于它的温度比太阳表面其它部位要低一千度至二千度左右，因此，从地球上看去就显示暗黑的斑点。我国是世界历史上最早记载有太阳黑子变化的国家，从东汉元帝永光元年（前43 年）起，即有记载，从公元以后直到明末，共记一百零九次。 极光的记录最早始于汉成帝建始元年（前32 年）。根据中国科学院自然科学研究室的统计，从汉成帝建始元年到清咸丰三年（1853 年），共计一百三十四次。兹将公历纪元二世纪以来，各世纪中国史书上所记载的太阳黑子与极光次数列表如下： 中国史书所记各世纪日斑和极光次数表①世 纪2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 日班次数2 1 21 2 12 0 0 9 2 5 28 7 19 0 1 极光次数1 1 3 4 6 1 9 6 4 22 30 9 15 0 7 7 4 1 从上表中看出第四、第六、第九、第十二和第十四世纪，是黑子记录最多的世纪，而这些世纪也正是我国历来气候最寒冷的时期。第四世纪的公元366 年，渤海从昌黎到营口连续三年全部结冰，冰上可载车马及三四千人的xx；第六世纪的公元515 年，"冬甚寒，淮、泗尽冻"②；至于十二世纪的公元1111 年，面积二千二百一十三平方公里的太湖在历史上{dy}次全部结冰，冰上可以通车；十四世纪的公元1329 和1353 年太湖又第二、三次结冰，厚达数尺。由此可见，历史上黑子记录增多与气候寒冷的记载，正是不谋而合。二十世纪以来，北京在黑子{zg}年冬季严寒，北京历年冬季平均温度为-3.0℃，而黑子{zg}的1917、1936、1747、和1957，却分别为-4.5℃、-6.2℃、-5.3℃及-5.6℃。1980 年又处于太阳黑子高位年，一月下旬两次强寒潮侵袭我国。从北到南气温骤降10℃至19℃。从世界范围来说，即使在低纬度的热带，黑子最多年的平均温度也要比黑子最少年低1℃。① 程庭芳《中国古代太阳黑子记录分析》，《南京大学学报（自然科学）》，1956 年4 期。 二、下垫面 下垫面就是地表的海、陆、山、川，它对气候的影响也很大。 从海陆位置来看，我国位于世界上{zd0}的大陆--亚欧大陆和{zd0}的大洋--太平洋之间，由于海陆物理性质的不同所导致的表面热量状况不同，使冬、夏季在大陆和海洋上形成不同的温压场，而产生明显的季风环流，在这一{zd0}的大陆与大洋之间所产生的亚热带季候风对我国气候产生了深刻的影响。与世界同纬度相比，我国黄河流域相当于欧洲地中海一带。长江以南的纬度相当于北非撒哈拉沙漠地区，若按行星风系规律，我国锦绣的江南则属于一片沙漠，但因得益于亚热带季候风，却使我国广大的东部和南部成为温度高、降水多的世界上{dywe}的亚热带自然资源最为丰富的地区。 从我国呈东西走向的三列纬向山系来看，它们作为南北冷暖气流的屏障，更构成了重要的气候分界线，其中海拔在一千五百至二千五百米的秦岭山脉作用尤为突出，秦岭以北为暖温带，以南则为亚热带，在冬季高大的秦岭阻挡了中下层冷空气的南下，使得秦岭南北冬季气温有较大的差异。例如1977 年1月 20 日和25 日宝鸡气温比汉中低3℃和6℃；西安气温比安康低4℃和7℃。秦岭同时也阻挡了东南吹来的太平洋湿润气流，使北坡降水大为减少。秦岭北坡山麓年平均气温在13-14℃≥10℃，一月平均气温在-1--2℃，年降水量六百至七百毫米；秦岭南坡山麓年平均气温在14-16℃≥10℃，一月平均气温在2-3℃，年降水量在七百五十至九百毫米。秦岭南北气候的迥然不同，从而构成了我国南北气候的分界线。 南岭山脉，虽然海拔仅一千米左右，但在冬季却发挥了阻挡北方冷空气南下的作用。山岭南北的气候相差极大。古代诗人描绘南岭山脉大庚岭南北气候的悬殊，曾留下："十月先开岭山梅，南枝向暖北枝寒"的名句。小小南岭尚且如此，至于海拔五千米以上的西藏高原，甚至影响到整个亚洲的气候。喜马拉雅山切断了来自印度洋的水汽通路，使我国西北内陆以至亚洲中部广大地区变为沙漠性的干燥气候，喜马拉雅山南坡的年降水量达二千毫米以上，而干燥的塔里木盆地尚不足五十毫米。至于北方南下的冷空气为高原所阻，在冬季使西北内陆地区冷空气集积，形成强大的冷高压势力，绕过高原更集中地从我国东部南下，这使我国东部地区在冬季比世界上同纬度的其它地方温度都要低。② 光绪《盱眙县志稿》卷十四。 三、大气环流 大气环流就是大气中主要气流的总情况，它有由西向东流动的纬向环流，也有沿着经圈的南北环流。我国广大地区气温的高低，主要决定于经向环流即西伯利亚冷气流的强弱。一般来自北冰洋的厚层冷空气先在西伯利亚北部和蒙古人民共和国积聚，使大陆高气压加强，当西风带较强的波动向东推进时，常使低层大陆高压分裂，导致冷空气爆发南下侵入我国，这种强大的寒潮是我国冬半年主要的灾害性天气，给人民的生产和生活影响极大。 欧洲的气候则因墨西哥湾暖流的输热作用比同纬度的我国东北一带暖和得多。如处于北纬48°58'的法国巴黎，一月平均气温是3.1℃，七月平均气温是19℃，年较差为15.9℃；而纬度相近的我国北纬47°23'的黑龙江齐齐哈尔，一月平均气温是-19.6℃，七月平均气温是22.6℃，年较差达42.2℃，齐齐哈尔一月气温比巴黎要低22.7℃。近百年来，由于墨西哥湾暖流在大气环流变化的影响下显著加强，使得输向北极的热量大为增加，北极气温的升高和积冰量的减少，从西伯利亚向南侵入我国的冷空气也有了显著的减弱，这成为本世纪二十至四十年代我国气候增暖的主要原因。 在以上形成气候的三大因子中，太阳辐射对不同纬度位置所接受到的热量条件，是影响气候特征的基本因素。下垫面海陆位置是决定着海陆间热力差异，造成冬夏不同性质的温压场而形成季风环流的根本原因。大气环流则是通过孕育在不同下垫面、不同属性的气团的交换，来影响地区气候状况的重要条件。太阳辐射和下垫面都要通过大气环流的变化来影响大范围的气候变动。三者之间有着密切不可分割的关系。例如，当太阳黑子活动弱时，地球上盛行纬向环流；黑子活动强时，则经向环流加强，极地和热带的冷暖空气发生强烈的频繁交换，风暴增加，气温降低，这也说明了太阳黑子导致大规模天气变化的原因。 至于人类活动对气候的影响，正随着人类征服自然能力的提高而日益明显化。近百年来由于地球上广大地区工业发达，大量煤、石油、天然气及植物燃料的燃烧，使大气中二氧化碳含量大大增加，二氧化碳能让太阳对地球输入的短波辐射畅通无阻，并大量吸收地球对宇宙空间发出的长波辐射，使热量留在大气中，充分发挥其使地面增温的"温室效应。"据计算，近半个世纪以来二氧化碳的浓度已增加了10％；另外大气中水汽的含量也因工业的发展而增加。水汽对地面长辐射的吸收作用更强于二氧化碳。由于工业区集中于北半球，正符合近百年来北半球气温增暖的趋向。除去大气组成成分的改变影响陆地的热量平衡外，人们对土地利用的变化，也改变了地表的热力学性质。如大面积的灌溉，营造防护林和兴建大型水库等，因增加空气的温度和湿度而产生的"绿洲效应"和"湖泊效应"，以及城市人工能量的释放所造成的"热岛效应"等，这一切都给气候的增暖带来一定的影响。 但是，人类的活动也同时产生另一方面的影响。如由于各种燃料的燃烧，土地开垦不当而引起的风蚀等，使悬浮在空中的微尘粒子增多，阻挡太阳辐射而引起的"阳伞效应"，海水因污染而使蒸发受到抑制的"海洋沙漠效应"，以及对森林的滥伐和不适当的开垦荒地使风蚀变剧而形成沙暴等，又影响气候而发生降温作用。以上因人类活动产生的增温与降温作用,，相互影响而又相互制约，在某种程度上并有相互抵销的趋势。 人类通过自己的活动大范围的改造气候，如设法改变大气辐射的收支状况，改变陆地和大气之间或海洋与大气之间的热量交换状况，以及改变地球表面的热力学性质等，在理论上技术上还存在不少困难，这在目前还只是一种设想。 总的说，在影响气候变化的四大因子中，起关键作用的还是太阳辐射，它决定着气候冷暖周期的变化。但是，目前西方不少科学家却倾向于这样的看法，认为现在大气层中二氧化碳的浓度已比1900 年增加了15-20％，因而本世纪的{zh1}二十年内全球气温将持续升高。并估计到2000 年二氧化碳增长率还会增加，那时，全球气温将增加1.5 至4.5 度。由于两极越来越温暖，将使冰雪消融而造成全世界海洋水位的升高。此种说法过分夸大了二氧化碳在影响气候变化方面的作用，按照此种说法，则六十年代以来北半球气候几乎普遍变冷的事实即无法解释。今后，随着科学技术的不断发展进步，人类认识和预测未来气候的能力势将不断深入与提高。 本章主要参考文献 《春秋》 《齐民要术》 《徐霞客游记》 蒙文通：《中国古代北方气候考略》《史学杂志》2 卷2 期，1920 年 竺可桢：《中国历史上气候之变迁》《东方杂志》22 卷3 期，1925 年 竺可桢：《南宋时代气候之揣测》《科学》10 卷2 期，1925 年 胡厚宜：《气候变迁与殷代气候之检讨》《中华文化研究汇刊》4 卷上册， 1944 年 涂长望：《中国气候与世界大气浪动及其长期预告中国夏季旱涝的作用》 《中国近代科学论著丛刊--气象学（1919-1949）》，科学出版社，1954年 徐近之：《黄淮平原气候历史记载的初步整理》《地理学报》1955 年2期 程庭芳：《中国古代太阳黑子记录分析》《南京大学学报〈自然科学?1956年4期 涂长望：《关于二十世纪气候变暖问题》 《人民日报》1961 年 1 月26日 竺可桢：《历史时代世界气候的波动》《气象学报》31 卷4 期，1962年 杨鉴初：《近五十年来我国温度演变的一些特点》《气象学报》31 卷4期，1962 年 张家诚：《太阳活动与天气变化》《科学大众》1962 年2期 段月薇：《近八十年来北半球冬夏温度变化与振动》《地理学报》1964年4期 徐群：《试谈近百年气候变动的原因》《科学大众》，1965 年4期 竺可桢：《中国近五千年来气候变迁的初步研究》《考古学报》 1972 年1期 张家诚：《我国气象变迁的初步研究》《科学通报》1974 年4期 张丕远、龚高法：《十六世纪以来中国气候变化的若干特征》《地理学报》1979 年3期 文焕然：《秦汉时代黄河中下游气候研究》 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