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2021年8月26日星期四

“第四个温暖时期(1200~1300年,元朝初期)”的说法,与通常所谓“蒙古人因为饥荒而抢劫出征”的说法,互相冲突。

 气候变迁有几个时期


2021-05-27 气候百科


1、什么是气候变迁小考?


气候变迁指在较长的一段时间里,一个或几个气候要素有规律地变化的过程,通常用不同时期的温度和降水量等气候要素的差异来表现。气候变迁的时间尺度往往是几百年、几千年、几万年甚至更长。


地球上各种自然现象都在不断变化之中,气候也不例外。据地质考古资料、历史文献记载和气候观测记录分析,地球上的气候一直不停地在发生周期性的变化。从时间尺度和研究方法来分析,地球气候变化可分为3个阶段。


(1)地质时期气候变化:是指距今22亿~1万年前的气候变化。这个时期气候变化的幅度很大,它不但形成了各种时间尺度的冰河期和间冰河期的相互交替,同时也相应地存在着生态系统、自然环境等的巨大变迁。按当前的科学概念,地质时期的气候变化是体现了大气、海洋、大陆、冰雪和生物圈等组成的气候系统的总体变化。


(2)历史时期气候变化:是指1万年左右以来,特别是人类有文字记载以来的气候变化,是近代气候变化的背影。由于历史时期可供考证的文物古迹、文字记载和气象观测记录更加丰富,所以用历史记载所得出的资料是弥补现代仪器观测资料年代太短的手段。


(3)近代气候变化:是指近200~300年以来的仪器观测时期。随着近代气象观测仪器的出现,可以普遍使用精确的气象观测记录来研究气候变化。


2、在历史时期地球上的气候有哪些变迁?


在大理(武木)亚冰期最近一次副冰期结束后约一万年的时期,称为冰后期,即第四纪全新世,这是人类历史发展的重要时期。进入人类历史以来,气候仍然有波动,气温的升降起伏相当频繁,只是变化的幅度较小而已。实质上,这是地质时期气候冷暖交替变化的继续。冰后期的一万年中,共出现过4次温暖时期和4次寒冷时期,气候变动总的趋势是:温暖时期一个比一个短,温暖程度一个比一个低;四个寒冷时期正好相反,寒冷时间一个比一个长,寒冷程度一个比一个强。


竺可桢教授根据考古资料和历史记载,研究了我国冰后期后半期近5000年的气候变迁。他认为,此期在我国也可以相对地分出4个温暖时期和4个寒冷时期,其特点与世界冰后期气候变动的总趋势相似。


第一个温暖时期(公元前3000年到公元前1000年,仰韶文化时代和河南安阳殷墟时代),我国黄河流域发现有象。第一个寒冷时期(公元前1000~前850年,周代初期),汉水两次结冰,之后紧接着大旱。


第二个温暖时期(公元前770~公元初年秦汉时代),象群栖息北限移到淮河流域及其以南,在公元前659~前627年,淮河流域有象栖息。第二个寒冷时期(公元初~600年,东汉、三国到六朝时代),有淮河封冻的记载(公元225年)。


第三个温暖时期(公元600~1000年,隋唐时代),只在长江以南如信安(浙江衢县)和广东、云南才有象。第三个寒冷时期(1000~1200年,南宋时代)出现了太湖封冻的情况(1111年)。1178年福州的荔枝曾全部冻死。


第四个温暖时期(1200~1300年,元朝初期),在第三个温暖时期,今河南省的博爱和陕西的西安、凤翔都设有管理竹园的竹监司,到了南宋时因气候寒冷,竹子无法生长,竹监司被取消了(凤翔除外),到了元朝初期(1268~1292年),竹监司又重新设立,说明气候又转暖。第四个寒冷时期(1400~1900年,明末至清朝时代)。17世纪是我国最寒冷时期,特别是1650~1700年为最冷,在这50年中,太湖、汉水和淮河结冰4次,洞庭湖结冰3次。江西建于唐朝的柑桔园在1654年和1676年的强烈寒冬中被完全毁掉。在近500年的第四次寒冷期中,即欧洲所谓的“现代小冰期”,温度仍有明显起伏,其中有4次较冷期(即1470~1520年,1620~1720年,1840~1890年,1945起特别是1963年以后)和三次回暖期(1550~1600年,1720~1830年,1916~1945年)。


3、新石器时期的气候变化分为哪几个时期


过去认为全新世(Holocene)开始于1万年前(10kaBP),那是根据14C测定的,称为14C年。后来发现14C年要经过树轮校正,才能得到正确的实际的年代,即日历年。校正后全新世开始的日历年为11.5kaBP。全新世对于人类具有十分重要的意义。人类的文明社会,当前社会的一切繁荣、富强、发展、进步都发生在全新世。因此,认识全新世的气候变化有重要的意义。为了说明全新世在地球历史上的地位,有必要简略回顾一下地球气候的历史,至少近两百万年的历史。尽管这对于有46亿年历史的地球而言几乎只相当于一天中几分钟短暂时间。

大约240多万年前地球进入所谓第四纪,其气候特点是冰期-间冰期交替,地质学家称之为旋回。旋回的时间即周期以万年计,但是并不稳定。近70万年来以10万年周期为主。在南极的冰芯氧同位素变化中表现最清楚,在深海沉积、黄土堆积中也有一致的反映。一般认为冰期-间冰期旋回的形成与地球轨道要素的变化有关。由于这是米兰克维奇发现的,所以也称为米兰克维奇周期。最近一个旋回开始于约12万年前,那时地球气候与现代的温暖程度相当。到2.3万年前达到最冷,称为末次冰盛期。在每个10万年左右的冰期-间冰期旋回中,温暖时期是比较短暂的,一般约1—2万年。而更多的时间处于降温过程中。但是温度的下降不是直线的,而是由一系列的波动组成。直到20世纪中叶大多数科学家还相信冰期的气候是持续的寒冷。但是后来发现冰期中也有相对温暖的时期。认识到冰期气候的不稳定性是古气候研究的一项重要成果。

末次冰盛期之后处于冰消期,北美的劳伦泰冰盖,北欧的斯堪的那维亚冰盖相继瓦解。但是,就在气候已回暖到接近现代的情况下,又发生了一次激烈的气候波动,称为“新仙女木”事件。以北大西洋北部为中心,气候迅速变冷。但是寒冷仅持续了1千年左右,又快速后暖,所以称为气候突变。温度变化的幅度达到了冰期-间冰期旋回的3/4。这是末次冰期中最后1次气候突变。“新仙女木”事件之后,即进入全新世。

尽管在20世纪后期人们已经认识到冰期气候的不稳定性,不再把冰期看成持续的寒冷时期,也不再认为第四纪仅有4—5次冰期。但是,仍认为全新世的气候温暖而平和,没有大的气候波动。1995年O′Brien等首先根据格陵兰冰芯中海盐与陆源尘粉的变化,指出全新世可能有一系列的冷事件。以后国际上开始了一系列的研究。最著名的是Bond等(1997)根据北大西洋深海沉积中冰岛火山玻璃和染赤铁矿等浮冰碎屑(IRD)确定的冷事件年表。冰岛及扬马延岛等地的冰川下滑到海中形成冰山,冰底携带了碎石颗粒,其中包括火山活动形成的玻璃和与赤铁矿摩擦而染红的碎石。当冰山融化时,冰底的碎石沉入海底。因此分析北大西洋深海沉积的IRD,可以判断何时有大量流冰倾泻入北大西洋,也就是冷事件。在爱尔兰以西的地区沉积率超过了10cm/ka,所以隔0.5—1.0cm取样,使得沉积记录的时间分辨率达到50—100年。根据Bond等的研究全新世共发生9次冷事件,小冰期约出现于0.4kaBP。

近年来一系列的古气候研究表明亚非季风区的降水量变化也同冷事件有关。当北大西洋出现冷事件时,季风降水减少,即弱季风事件。例如Gupta等(2003年)对阿曼湾沉积的研究就很有代表性。深海沉积中保存了浮游有孔虫的记录。有的有孔虫的纪录与海水温度有线性关系,而海水温度取决于涌升,涌升的强度则依赖于海表的风力大小,也就是季风强度。因此,人们可以从过去近万年的有孔虫记录来推测当时季风的强度,确定弱季风事件。近来用大气环流模式所做的模拟研究表明,THC减弱北大西洋变冷,可能是亚非季风减弱的原因。因此,冷事件与弱季风事件出现时间的一致,可能并不是偶然的。

实际上我国至少是最早注意到全新世气候不稳定性的国家之一。施雅风、孔昭宸主编的《中国全新世大暖期气候与环境》(1992年)一书就明确指出4次冷事件,其出现的时间与Bond等在5年之后发表的北大西洋冷事件的14C年表十分接近。以后中国的诸多作者,根据冰芯、泥炭、孢粉、黄土、湖泊、冰川、雪线及考古资料做了大量的研究,并且有不少是高分辨率的古气候序列,证明全新世中国弱季风事件年表与北大西洋冷事件有很大的一致性。

全新世中的冷事件以及季风区的弱季风事件是与全新世的基本气候特征背道而驰的。全新世作为间冰期气候温暖湿润,但是不断为冷干气候事件打断。这些冷干事件一般只有几百年,短的也许只有1-2百年。但是对人类的社会发展却有很大的影响。8.2kaBP的冷事件就可能促进了农牧业的发展。因为,在全新世中各地先后进入新石器时代,人口也迅速增长。发生气候突变时,采集、狩猎不再能满足生活需要,再加上人口的压力,就可能成为推动农牧业发展的动力。据吴文祥、刘东生的研究5.5kaBP的气候变冷在四大文明古国:两河流域、埃及、印度及中国的文明中有重要的推动作用。4.2—4.0kaBP的气候变干正当两河流域的阿卡德王国解体、埃及处于混乱的第1中间期、印度哈拉帕文明衰落。中华古文明也处于交替时期,经过动乱,于公元前2070年建立夏朝。愈来愈多的证据表明,人类社会的发展与全新世大约出现于8kaBP、6kaBP以及4kaBP的3次气候突变有密切的联系。


4、在历史时期,地球上的气候有哪些变迁?


就我国而言,竺可桢教授经研究认为,我国在历史时期的气候可以分出四个温暖时期和四个寒冷时期,其特点与世界冰后期气候变动的总趋势相似。


1、第一个温暖时期(公元前3,000年到公元前1,000年左右,仰韶文化时代和河南安阳殷墟时代),我国黄河流域发现有象。

第一个寒冷时期(公元前1,000年左右到公元前850年,周代初期),汉水两次结冰,之后紧接着大旱。


2、第二个温暖时期(公元前770年到公元初年秦汉时代),象群栖息北限移到淮河流域及其以南,在公元前659年到公元前627年,淮河流域有象栖息。

第二个寒冷时期(公元初到公元600年,东汉、三国到六朝时代),有淮河封冻的记载(公元225年)。


3、第三个温暖时期(公元600年到1,000年,隋唐时代),只在长江以南如信安(浙江衢县)和广东、云南才有象。

第三个寒冷时期(1000到1200年,南宋时代)出现了太湖封冻的情况(1111年)。1178年福州的荔枝曾全部冻死。


4、第四个温暖时期(1200到1300年,元朝初期),在第三个温暖时期,今河南省的博爱和陕西的西安、风翔都设有管理竹园的竹监司,到了南宋时因气候寒冷,竹子无法生长,竹监司被取消了(风翔除外),到了元朝初期(1268到1292年),竹监司又重新设立,说明气候又转暖。

第四个寒冷时期(1400到1900年,明末至清朝时代)。十七世纪是我国最寒冷时期,特别是1650~1700年为最冷,在这五十年中,太湖、汉水和淮河结冰四次,洞庭湖结冰三次。江西建于唐朝的柑桔园在1654年和1676年的强烈寒冬中完全毁掉。在近500年的第四次寒冷期中,即欧洲所谓的“现代小冰期”,温度仍有明显起伏,其中有四次较冷期(即1470~1520年,1620~1720年,1840~1890年,1945起特别是1963年以后)和三次回暖期(1550~1600年,1720~1830年,1916~1945年)。


5、在历史时期,地球上的气候有哪些变迁


地球上气候的变迁:

通过对地层沉积物的广泛分析,证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化,反复有过几次大冰期,其中最近的三次大冰期(即震旦纪大冰期、石炭—二迭纪大冰期和第四纪大冰期)为科学家所公认,在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的,在整个地球气候史中,大部分时期(占90%以上年代)为温暖气候,比现在温和。

震旦纪大冰期,发生在距今约六亿年以前。亚、欧、非、北美和澳大利亚的大部分地区,都发现了冰碛层,说明这些地方曾发生过具有世界规模的大冰川气候。我国东部和中部广大地区,也有震旦纪冰碛层,说明这里也曾经历过寒冷的大冰期。

寒武纪—石炭纪大间冰期,距今约3~6亿年,当时整个世界气候都比较温暖。特别是石炭纪是古气候中典型的温和湿润气候,森林面积极广,最后形成丰富的煤矿,树木也缺少年轮,说明气候具有海洋性特征。在我国石炭纪时期全处在热带气候条件下,但到石炭纪后期,从北到南出现湿润带、干燥带和热带三个气候带。

石炭—二迭纪大冰期,距今2~3亿年,主要是在南半球,北半球除印度外,目前尚未找到可靠的冰川遗迹,当时我国气候仍有温暖湿润气候带、干燥气候带和炎热潮湿气候带三个气候带。

三迭—第三纪大间冰期,距今约200万年~2亿年。整个中生代气候温暖,到新生代的第三纪世界气候更趋暖化,格陵兰也有温带树种。三迭纪时期,我国西部和西北部普遍为干燥气候;到侏罗纪,我国地层普遍分布着煤、粘土和耐火粘土等,说明当时是在湿润气候控制之下。侏罗纪后期到白垩纪是干燥气候发展的时期,当时我国曾出现一条明显的干燥带,西起天山、甘肃,南伸至大渡河下游到江西南部,都有干燥气候条件下的石膏发育。到了第三纪,我国的沉积物大多带有红色,说明当时气候比较炎热。第三纪末期,世界气温普遍下降,整个北半球喜热植物逐渐南退。

第四纪大冰期,约始于200万年前。大冰期中仍然是冷暖干湿交替出现的,当寒冷时期,即亚冰期,气温比现代气温平均约低8~12℃,高纬度地区为冰川覆盖,如最大的一次亚冰期(里斯冰期),世界大陆有十分之二、三的面积为冰川所覆盖。当时北半球有三个主要大陆冰川中心,即斯堪的纳维亚冰川中心,其冰流曾南伸到北纬51°左右;格陵兰冰川中心,其冰流也曾南伸到北纬38°左右;西伯利亚冰川中心,冰层分布于北纬60°~70°之间,有时可达北纬50°附近的贝加尔湖。冰川扩张,气候带南迁,生物群落也随之南移,如里斯冰期时,北方动物南迁,在克里木的旧石器时代(距今25万年以前)地层中曾发现过北极狐和北极鹿化石。

两个亚冰期之间的亚间冰期,气候比现代温暖,北极气候比现代约高出10℃以上,低纬度气温也比现代高℃左右。原覆盖在中纬度的冰盖消失了,退缩到极地区域,甚至极地的冰盖也消失了。冰盖退缩或消失,气候带北移,生物群落也随之北移,如北冰洋沿岸也有虎、麝香牛等喜热动物群活动,喜暖植物可一直分布到北极圈。

当高纬地区处于冰期时,冰川覆盖扩大,极地高压增强,迫使极锋带南移到中纬度。在中纬度极锋带上气旋活动频繁,雨量丰富,内陆湖水上涨,如我国罗布泊在冰期时,湖水域比现代大4~5倍。反之,当高纬度地区处于间冰期时,大陆冰盖及极地高压向极区收缩,气候带北移,中纬度地区有些地方出现干燥气候,大约在一万年以前大理亚冰期(相当于欧洲武木亚冰期)消退,北半球各大陆的气候带分布和气候条件,基本上形成为现代气候的特点了。

在最近的一百万年中以寒冷气候为主导,即第四纪大冰期时期。北极地区的冰盖向中纬度地区大幅度扩张,最强盛的时候到达过北纬57度,某些地方冰盖的厚度达2千米。大冰期中间隔着温暖的间冰期,冷暖的气候变迁引起冰川的消长进退,对欧洲阿尔卑斯山的冰川地貌研究表明,第四纪冰期分为四个冰期,为三个相对温暖的间冰期所分隔。冰期与间冰期相比较,中纬度地区的山地雪线升降幅度可超过1200米。



6、历史时期的气候变化是什么?


从第四纪更新世晚期,距今1.1万年前后开始,地球从第四纪冰期中的最近一次亚冰期,进入到现代的亚间冰期,人们也称之为冰后期。这一段时间大体上相当于人类进入到有文字记载的历史时代。关于这时期的气候,挪威的冰川学家曾做出近10000年来的雪线升降图,说明雪线升降幅度并不小,表明冰后期以来,气候有明显的变化。中国有悠久的历史记载,竺可桢将这些记载加以整理分析,发现我国在5000多年来的气候有4次温暖期和4次寒冷期交替出现。


在公元前3000~前1000年左右,即从仰韶文化时代到安阳殷墟时代,是第一个温暖期,这个时期大部分时间的年平均温度比现在高2℃左右,最冷月温度约比现在高3~5℃。


公元前约1000年~前850年(周代初期),有一个短暂的寒冷期,温度在0℃以下。


公元前770年~公元初年,即秦汉时代,又进入到一个新的温暖时期。


公元初年~公元600年,即东汉、三国到六朝时代,进入第二个寒冷时期。


公元600~1000年,即隋唐时代,是第三个温暖期。


公元1000~1200年,即南宋时代是第三个寒冷期,温度比现代要低1℃左右。


公元1200~1300年,即宋末元初,是第四个温暖期,但是这次不如隋唐时那样温暖,逐渐由淮河流域移到长江流域以南,如浙江、广东、云南等地。


在公元1300年以后,即明、清时代以来,是第四个寒冷期,温度比现代要低1~2℃。


近5000年来,虽然是寒冷期与温暖期交替出现,但是总的趋势是由温暖向寒冷变化,寒冷期一次比一次长,一次比一次冷。在第二次寒冷期,只有淮河在公元225年有封冻。而在第四个寒冷期的1670年,长江都几乎封冻了。


有趣的事情是:挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降,竺可桢用的是历史文献记载资料,结果却十分一致,说明冰后期以来的气候变化具有全球的普遍性,绝对不是一种巧合。近代的气候变化从1850年农业机械化开始以来,近100多年来的气候变化,我们称之为近代气候变化。近百年来气候变化的基本趋势是:1961年以后的世界气候与20世纪前半期相比有显著不同,而与19世纪后半期相类似。从19世纪末期开始,到20世纪40年代,是世界性气候增暖时期,增暖的趋势在20世纪40年代达到顶峰,以后温度下降,20世纪60年代后变冷更加明显,这次变化很可能是近10000年来的一次气候振动。


这种振动可以从大气环流变化中得到解释。根据英国气候学家拉姆巴的说法,从1895年开始,世界环流突然由经向环流占优势的时期,转变为纬向环流占优势的时期。从此,纬向环流不断加强。到1940年前后达到最盛时期;随后,纬向环流又逐渐减弱,经向环流又逐渐加强,到1961年前后,纬向环流显著减退,重新恢复成为经向环流占优势的时期。


在纬向环流强盛时期,气旋性活动增强,行星风系影响加剧,南北半球的气候带向两极方向移动。在纬向环流衰弱的时期,反气旋性活动加强,季风发达,南北半球高低纬度之间气流交换频繁。地球上的气候带向赤道方向移动。可见,世界环流模式的改变,对全球性气候变化的影响多么巨大。


7、全新世气候变化分为哪几个阶段?各有什么特征?


过去认为全新世(Holocene)开始于1万年前(10kaBP),那是根据14C测定的,称为14C年。后来发现14C年要经过树轮校正,才能得到正确的实际的年代,即日历年。校正后全新世开始的日历年为11.5kaBP。全新世对于人类具有十分重要的意义。人类的文明社会,当前社会的一切繁荣、富强、发展、进步都发生在全新世。因此,认识全新世的气候变化有重要的意义。为了说明全新世在地球历史上的地位,有必要简略回顾一下地球气候的历史,至少近两百万年的历史。尽管这对于有46亿年历史的地球而言几乎只相当于一天中几分钟短暂时间。

大约240多万年前地球进入所谓第四纪,其气候特点是冰期-间冰期交替,地质学家称之为旋回。旋回的时间即周期以万年计,但是并不稳定。近70万年来以10万年周期为主。在南极的冰芯氧同位素变化中表现最清楚,在深海沉积、黄土堆积中也有一致的反映。一般认为冰期-间冰期旋回的形成与地球轨道要素的变化有关。由于这是米兰克维奇发现的,所以也称为米兰克维奇周期。最近一个旋回开始于约12万年前,那时地球气候与现代的温暖程度相当。到2.3万年前达到最冷,称为末次冰盛期。在每个10万年左右的冰期-间冰期旋回中,温暖时期是比较短暂的,一般约1—2万年。而更多的时间处于降温过程中。但是温度的下降不是直线的,而是由一系列的波动组成。直到20世纪中叶大多数科学家还相信冰期的气候是持续的寒冷。但是后来发现冰期中也有相对温暖的时期。认识到冰期气候的不稳定性是古气候研究的一项重要成果。

末次冰盛期之后处于冰消期,北美的劳伦泰冰盖,北欧的斯堪的那维亚冰盖相继瓦解。但是,就在气候已回暖到接近现代的情况下,又发生了一次激烈的气候波动,称为“新仙女木”事件。以北大西洋北部为中心,气候迅速变冷。但是寒冷仅持续了1千年左右,又快速后暖,所以称为气候突变。温度变化的幅度达到了冰期-间冰期旋回的3/4。这是末次冰期中最后1次气候突变。“新仙女木”事件之后,即进入全新世。

尽管在20世纪后期人们已经认识到冰期气候的不稳定性,不再把冰期看成持续的寒冷时期,也不再认为第四纪仅有4—5次冰期。但是,仍认为全新世的气候温暖而平和,没有大的气候波动。1995年O′Brien等首先根据格陵兰冰芯中海盐与陆源尘粉的变化,指出全新世可能有一系列的冷事件。以后国际上开始了一系列的研究。最著名的是Bond等(1997)根据北大西洋深海沉积中冰岛火山玻璃和染赤铁矿等浮冰碎屑(IRD)确定的冷事件年表。冰岛及扬马延岛等地的冰川下滑到海中形成冰山,冰底携带了碎石颗粒,其中包括火山活动形成的玻璃和与赤铁矿摩擦而染红的碎石。当冰山融化时,冰底的碎石沉入海底。因此分析北大西洋深海沉积的IRD,可以判断何时有大量流冰倾泻入北大西洋,也就是冷事件。在爱尔兰以西的地区沉积率超过了10cm/ka,所以隔0.5—1.0cm取样,使得沉积记录的时间分辨率达到50—100年。根据Bond等的研究全新世共发生9次冷事件,小冰期约出现于0.4kaBP。

近年来一系列的古气候研究表明亚非季风区的降水量变化也同冷事件有关。当北大西洋出现冷事件时,季风降水减少,即弱季风事件。例如Gupta等(2003年)对阿曼湾沉积的研究就很有代表性。深海沉积中保存了浮游有孔虫的记录。有的有孔虫的纪录与海水温度有线性关系,而海水温度取决于涌升,涌升的强度则依赖于海表的风力大小,也就是季风强度。因此,人们可以从过去近万年的有孔虫记录来推测当时季风的强度,确定弱季风事件。近来用大气环流模式所做的模拟研究表明,THC减弱北大西洋变冷,可能是亚非季风减弱的原因。因此,冷事件与弱季风事件出现时间的一致,可能并不是偶然的。

实际上我国至少是最早注意到全新世气候不稳定性的国家之一。施雅风、孔昭宸主编的《中国全新世大暖期气候与环境》(1992年)一书就明确指出4次冷事件,其出现的时间与Bond等在5年之后发表的北大西洋冷事件的14C年表十分接近。以后中国的诸多作者,根据冰芯、泥炭、孢粉、黄土、湖泊、冰川、雪线及考古资料做了大量的研究,并且有不少是高分辨率的古气候序列,证明全新世中国弱季风事件年表与北大西洋冷事件有很大的一致性。

全新世中的冷事件以及季风区的弱季风事件是与全新世的基本气候特征背道而驰的。全新世作为间冰期气候温暖湿润,但是不断为冷干气候事件打断。这些冷干事件一般只有几百年,短的也许只有1-2百年。但是对人类的社会发展却有很大的影响。8.2kaBP的冷事件就可能促进了农牧业的发展。因为,在全新世中各地先后进入新石器时代,人口也迅速增长。发生气候突变时,采集、狩猎不再能满足生活需要,再加上人口的压力,就可能成为推动农牧业发展的动力。据吴文祥、刘东生的研究5.5kaBP的气候变冷在四大文明古国:两河流域、埃及、印度及中国的文明中有重要的推动作用。4.2—4.0kaBP的气候变干正当两河流域的阿卡德王国解体、埃及处于混乱的第1中间期、印度哈拉帕文明衰落。中华古文明也处于交替时期,经过动乱,于公元前2070年建立夏朝。愈来愈多的证据表明,人类社会的发展与全新世大约出现于8kaBP、6kaBP以及4kaBP的3次气候突变有密切的联系。


8、气候变迁的周期或时间尺度有哪些呢?


目前,被众多学者承认的时间尺度只有四种,其中两种是短尺度或短周期的,另两种是长尺度或长周期的。


气候变迁最小的周期是一天,白天得到较多的太阳辐射热,温度便高;夜间得到的太阳辐射热很少,温度便低。这是由地球的自转造成的。


气候变迁另一个比较小的周期是一年。由于夏季得到较多的太阳辐射热,温度就高;冬季得到较少的辐射热,温度便低。这是由地球的公转引起的。


较大尺度的气候变迁,其一是以2亿年~3亿年为周期,就是历史上大冰期和间冰期反复交替出现的气候变迁。这是由地球的黄赤交角自然大波动(10°~23.5°)所造成的。由于地球的“身子”或“斜”或“正”,各地接受的太阳辐射热也随之发生变化,从而引起气候变迁。


另一个是以平均约10万年为尺度的冰期与间冰期反复交替出现的气候变迁。这主要是由地球轨道三要素自然的小波动引起的。地球的黄赤交角除了有长周期的大波动以外,还有以4.1万年为周期的小波动;地球绕太阳运转轨道的偏心率也有以10万年为周期的变化;由自转轴在地球中的位置等因素的变化所引起的岁差有2.1万年为周期的变化,这三种变化综合起来使得地球的气候产生平均约10万年为周期的冷暖波动,从而出现冰期与间冰期的交替。


可以说,以上4种得到公认的气候变迁周期,都主要是由天文因素或地球轨道要素变化所决定的。


另外,有科学家发现气候还有以3200万年为周期的波动。他们发现,在过去2亿年~3亿年内,每隔3200万年便出现一次“寒冷期”。当然,这种“寒冷期”是非冰期中的寒冷期,与我们现在所处的大冰期相比,仍然是相当暖和的。徐钦琦认为,这是由地球的黄赤交角的“中波动”引起的。


除了上述5种尺度的气候变迁,还有10000年、1000年、100年、10年和3年~4年等多种时间尺度的气候变迁。可气候学家们对这些尺度的气候变迁了解得还非常少,恰恰是这些周期的气候变迁规律对近期气候预测有最直接的指导意义,要把这些尺度变迁规律完全掌握,需要几代人的努力。


我们现在就根据上面提到的几种时间尺度的气候变迁规律,来预测未来各个时间段的气候。


从2亿年~3亿年的时间尺度讲,目前正处于第四纪大冰期之中。但目前究竟是处于大冰期的最盛期,还是没到最盛期,或是最盛期已经过了,这个冰期到底还将持续多长时间,这些都还没有人能作出正确无误的回答。所以从这个时间尺度方面对气候变迁无法进行预测。


从3200万年的尺度讲,最近的一次旋回是从3000万年前开始的,现在已经开始的“寒冷期”恰好与第四纪大冰期相重叠。这次“寒冷期”的最盛期应该出现在200万年之后,所以,根据有些科学家的观点,在未来200万年内,气候的总趋势将变冷,自然界中生物种类的数量也将减少。但是,科学家们对以3200万年为周期的气候变迁是有不同看法的,有人认为周期长度为2600万年或3000万年,目前还没有统一的认识,所以关于未来200万年内气候变迁的规律还无定论。


平均周期为10万年的气候变迁,科学家们目前研究得最为详细。对这个时间尺度的气候变迁而言,从间冰期向冰期过渡时,气温是逐渐地、缓缓地下降的,大约要历时9万年,两者之间没有十分清楚的界限。但是,从冰期向间冰期过渡时,气候变迁往往呈现突变的形式,表现为急剧升温,大约历时1万年,两者之间便出现了一条清楚的界限,国外学者称之为终止线。在距今1.1万年前后,出现了一条相当于最新的终止线,它标志着末次冰期结束了,随之一次新的间冰期就开始了,这就是现代间冰期。在过去1.1万年内,气候变迁如上述规律所描绘的那样,温度突变式地急剧上升。从地质学家的测量结果看,目前温度似乎已达到现代间冰期的顶峰,从此以后温度便应该下降了。正是因为这个缘故,很多地质学家认为,未来气候变迁的总趋势是降温。不过,这只是一种可能性。


此外,根据天文学家的计算,在过去1.1万年内,北半球冬半年的天文辐射总量是逐渐增加的。在距今7000~5000年期间,太阳辐射量增长最快。在1950年,它刚刚达到其峰值(最大值)。所以,按照天文气候学第一定律(气温和冬半年的太阳辐射成正比),现代应该是目前这个间冰期中最暖和的时期。然而事实并非如此。据许多古气候学者研究,在距今7000~5000年前,世界上曾出现过一次“暖和期”,西方学者称它为“气候的最佳期”。这个时期正是我国黄帝大战蚩尤,大禹治理洪水的时代。当代的气候还没有达到“气候的最佳期”那么暖和的程度。这可能是由于海洋的“热惯性”等因素,使得温度的增加总是要比太阳辐射量的增加延迟20~70年。如果是这样的话,现代间冰期的最暖期还没有到来,这个最暖期大约会出现在20~70年之后。由于天文学家的计算都是以千年为单位的,所以这个最暖期可能出现在今后1000年内。换句话说,在未来的1000年内,全球气候可能将变暖,其暖和的程度可能会超过距今7000~5000年的“气候的最佳期”。这是又一种可能性。


令人遗憾的是人类对1000年、100年、10年、和3~4年等尺度的气候变迁规律及其成因的研究还非常差,所以,我国科学家徐钦琦在《天文气候学》一书中说:“对于下世纪的气候变迁的自然变化的趋势,我们只能说一句老实话:‘不知道。’”


未来可知吗?这个问题对人类具有永恒的魅力。


从本质上说,预知未来灾祥祸福的渴望发源于人类把握人生命运的本能,预测学的历史和人类的文明一样古老。


然而自然、社会和生活具有随机性、丰富性、多彩性和不确定性,从科学的角度预言未来不是绝对的,因为科学本身是开放的,人类不但通过科学解开一个个自然之谜,而且也在科学的视野中不断发现新的未解之谜。所以,无论是从科学的本性来看,还是从科学的发展来看,我们都不可能依靠科学完全把握未来。


谢选骏指出:“第四个温暖时期(1200~1300年,元朝初期)”的说法,与通常所谓“蒙古人因为饥荒而抢劫出征”的说法,互相冲突。

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