问天冷暖—中国历史气候变迁（上）

   关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘

1

春去秋来 四时序列

日月轮回中

天地不断变幻容颜

装点缤纷的世界

然而 月有阴晴圆缺

天有不测风云

这些极富意蕴的诗句

既是文学意义上的天气和气候的描述

更是人们对自然无常变化的一种喟叹和祈愿

通俗的讲

天气是短期的反应

是大气层中每时每刻的风云变幻

而气候则是一年到多年

由四季交替而产生冷暖变化的长期反映

自从人类诞生以来

总会面对洪水 沙暴 冰冻等各种极端天气

这也让气候的面目变得狰狞而不定

人们一直试图找到

破解它演变规律的那把钥匙

千百年来

人们对天象与气候的追问从未停歇

成为孜孜以求的终极探索目标

那么 高高在上的老天

真的有那么深不可测吗

人们又如何能够了解它的真实面目呢

2

这里是位于欧洲中部的山地国家奥地利

壮美巍峨的阿尔卑斯山静静矗立于此

十九世纪末

就在阿尔卑斯山的山麓间

一位名叫汉恩的奥地利气象学者

发现了隐藏其间的气候规律

在连续多年对100多个气象站

实施了温度 降雨和风力数据的收集与测量后

汉恩发现 它所在的地区已连续十几年在气温 雨量等数值上

保持着一个大致相当 稳定的水准

由此 他分析并总结出了其中的规律

在一定的时间尺度内

气候是一种稳定不变的常态

3

二十世纪初

气象研究在西方出现了新进展

一位美国人开始用物候现象研究气候变化

这位美国人叫霍普金斯

在对昆虫与环境的关系连续做了二十多年的观察研究后

他发现了一条可以预测气候变化的准则

这一准则被命名为

“霍氏生物物候定律”

霍普金斯在“生物物候定律”中提出

不同地区植物物候期的早迟主要受当地气候影响

而气候又受经纬度 海陆 地形高度等因素制约

他认为 当其他因素相同时

在北美温带区域内纬度每向北方移动1度

经度向东部移动5度 或者海拔上升122米

春季和初夏的物候期将延迟4天

而秋季则相反

那么 两位西方科学家的研究成果

又是否参透了气候变化的全部规律呢

一位来自中国的年轻气象人

对此提出了深深的质疑

并从此走上了一条探索气候演变的独创之路

4

位于南京市中心的北极阁

曾是这座六朝古都的制高点之一

因此 千百年来

这里成为了古代观天测候的最佳场所

到了二十世纪二十年代末

气象观测活动在这里重振雄风

而让他再次焕发光芒的

正是当时留学归国后不久的年轻气象人 竺可桢

和彼时欧洲在工业革命引领下的繁盛相比

中国正处在混乱破败的阶段

这让竺可桢立志要在气象研究上

走出一条中国人自己的路

正是在中国北极阁

竺可桢带领着一批气象名家

建起了中国近代气象史的第一个研究所

完成了我国气象事业的奠基和开拓

气象研究在那时的中国播撒下了春天的种子

很快 奥地利气象学家汉恩的“气候稳定不变论”

以及美国学者霍普金斯的“生物物候定律”

出现在竺可桢的视野里

此时 

已在国内建立起多家气象台站

并深谙国情地貌的他

对此开始有了深深地怀疑

5

花开花落 云卷云舒

万物生灵在季节的交替轮回中按照自己的规律

生长 衰亡和重生

正是这些循环往复的自然现象

让研究气象的竺可桢敏锐地捕捉到寻找气候规律的一丝线索

而对家乡的一段特殊记忆让他清晰地意识到

气候变化的地域差异性

绍兴 中国浙江中部的水乡古城

河网如织 人杰地灵

广阔而富饶的宁绍平原不仅孕育了竺家祖辈

也将优美温润的自然气候环境深嵌进竺可桢的脑海里

让他尤其难以忘怀的

是那片青翠如画的竹林

在竺可桢的记忆里

江南一带竹笋的生长受当地

亚热带季风气候影响十分明显

如果当年冬天较冷

笋会长在母竹的中间 俗称“娘抱崽”

若是暖冬 笋就会长在母竹的外围

形成“崽抱娘”

这种植物为适应光照及气候条件而发生的变化

正是典型的物候现象

通过回忆和调查 竺可桢发现

气候变化对江南一带竹笋等植物生长时间的影响

并不像霍氏定律里划分的那样绝对

甚至有时完全相反

竺可桢认为 北美大陆没有高山峡谷等的阻隔

因而“霍氏生物物候定律”在那里基本通用

而中国却因为一座高原的隆起

破坏了这种物候定律的规律性分布

它就是青藏高原

6

对于中国这一农业大国来说

季风气候带来的影响不言而喻

这让竺可桢渐渐察觉到

找寻属于这片大陆的气候变化规律是何等迫切

因而 竺可桢用了数年时间

对中国的季风气候和由此对物候产生的影响

进行了大量的查阅和研究工作

从中 他发现了一个不容忽视的事实

中国的历史记载能够表明

气候不是一成不变的

找寻它们遗留下的蛛丝马迹

似乎就能掌握气候变化规律的要义

国学功底深厚的竺可桢

从这些古籍文献的字里行间越来越清晰地意识到

霍普金斯提出的物候分布稳定定律

并没有考虑到古今气候变化的不稳定因素

而对过去的气候重建其演变轮廓在竺可桢看来

将会对未来气候的预测和了解

起到察古知今的作用

7

这里是位于杭州市西湖区的浙江图书馆

每天清晨 古籍部的工作人员都会严格着装

按照程序和要求

对管内的古书进行调取和整理

就在走廊尽头的特藏管内

存放着名闻天下的镇馆珍品

文澜阁本《四库全书》

作为中国历史上规模宏大的丛书

《四库全书》凝聚了古人的智慧与劳作

历时近二十年编纂 抄校完成

被誉为“中国文化的万里长城”

《四库全书》分为经 史 子 集四部

内容涵盖了古代图书的大部分类别

与他们发黄的外表一样

文澜阁的《四库全书》也同样经历了多舛的命运

在战火纷飞的年代里

由气象转为教育领域的竺可桢时任浙江大学校长

当他带领全校师生走上文军西征之漫漫长路时

谁也不会想到

这些流传了数百年的古书 竟在躲避战火

寻求转移的过程中和他结下了不解的缘分

8

竺可桢参透中国气候变化的发现之旅

正是从《四库全书》的《吕氏春秋》一书开始的

书中记述了人们熟知的一种动物 亚洲象

结合史料中的记录

竺可桢复原了亚洲象受气候因素

变化不断南迁的足迹

在气候温暖湿润的五千多年前

大象曾生活在黄河以北的燕山脚下

随着气候转冷

喜爱温暖的亚洲象慢慢南退到中原一带

直到追随炙热的太阳

一步一步走向南方的热带丛林地区

来到远离安阳几千千米的云南边境

竺可桢还发现 不仅是动物

植物的领地也在气候的变迁中不断发生着位移

这其中的代表就是中国百姓

最为喜爱的一种植物 梅

古书中曾明确指出梅在很久以前

曾经生长在西安南部的终南山附近

后随着气候的不断变迁

梅的身影只在长江以南地区才能找寻得到

透过《四库全书》打开的这扇窗户

竺可桢再次领略到了

中国古典文献的魅力和科学价值

跨越五千年之久记录的物候 气象内容数不胜数

竺可桢决定在这个从未有人涉猎的

陌生领域里探索和跋涉

为后人勾画出一幅大尺度的

中国历史气候演变图景

9

经过查阅古书中的物候信息

竺可桢发现从大的时间维度上看

中国历史上的气候不但是变幻的

而且是处于不断的冷暖波动中

那么 这种波动到底有没有规律可循

如果有 究竟是什么呢

在另一部经典史籍《二十四史》中

竺可桢找寻着冷暖变化的线索

在对文献的研读中 竺可桢发现

《二十四史》中有关降雪的物候记录

数量最多的首推《宋史》

为此 竺可桢深入研究了

南宋时期的终雪日期和大寒年数

并将它和唐代 明代 现代做了比对

从而推断出这是历史上

一个由温暖转向寒冷的时期

 1924年 竺可桢发表了他的标志性论文

《南宋时代我国气候之揣测》

初步揭示了我国气候经历着

干湿和冷暖交替的变化

呈现出一种波动性

这一证据详实的科学观点显然是对当时西方

“气候稳定不变论”的修正和补充

在随后的数十年间

竺可桢又相继发表了

一系列探索历史气候演变规律的文章

为他在这一领域的研究奠定了深厚的基础

从上个世纪三十年代末开始

竺可桢坚持每天记录物候现象

渐渐地 每一年的冰雪消融 叶落花开

都被他一点一滴地记录在了日记里

这些记录 在短期内看不出任何学术价值

但长达几十年的积累后

就可以看出同一个地方在不同时期的气候变迁

敬请期待《问天冷暖》下期

本文根据CCTV10《地理中国》栏目“百年地理大发现”之《问天冷暖》整理而成，感谢中央电视台科教频道《地理中国》栏目《百年地理大发现》制作团队的专业制作及授权发布！

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校       对：吴建国

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