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    海洋奇妙物語丨“風雨王朝”:“2202”年了,氣候還能對國家存亡造成影響?

    時間:2022/03/16

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    70.8海洋媒體實驗室

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    70.8 海洋奇妙物語


    海洋代言人帶你

    探索占地表70.8%的海洋


    本期作者


    徐進

    廣東海洋大學2019級本科生,海洋科學專業




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    北極冰海持續縮小ing

    (來源:網絡)


    隨著全球變暖問題逐漸凸顯,極端天氣氣候的頻次和強度都增多增強


    其中,由降水控制的洪澇干旱與人們生活聯系最為密切。

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    2021.7 河南特大暴雨

    (來源網絡)


    都2022年了,氣候變化對現代社會的影響仍舊如此顯著,甚至讓人類難以直視。那么在更早的古代,極端氣候會不會為人類帶去一場“滅頂之災”?科學家們通過古氣候研究,探索出了氣候變遷在王朝更替中扮演的角色。


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    古今之變是地質學最重要的研究內容。

    一直以來,將今論古和鑒古通今便相互辯證,而古氣候研究則是后者思想的體現——如果想知道未來幾十年甚至幾千年尺度的氣候變化規律和趨勢,就需要認識到整個地質歷史時期氣候變化的歷程。

    不同于現代氣象使用衛星遙感等各類高科技手段進行監測判斷,古氣候研究更依賴于地層中默默無聞的歷史“記錄者”。譬如,隨沉積物共同埋藏在地層中的硅藻、有孔蟲、介形蟲等微體古生物,它們的成長或滅絕及其殼體元素、同位素的變化是對同時期氣候變化導致的生境變化之響應,從而成為科學家們定性至定量重建古氣候的重要指標。

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    硅藻
    (圖源:California academy of sciences geology)

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    硅藻在地質歷史上的出現時間

    (圖源:Learning Geology)


    沉積物廣泛分布于陸上,如湖泊、三角洲等地區,陸上沉積方便鉆取且沉積速率高,但往往由于易受自然風化剝蝕和人類活動等過程的干擾而不夠理想;還有一部分沉積則深沉于瀚海之底,遠離“塵世喧囂”,盡管沉積速率較低,但時間連續性非常強,成為優質地層沉積記錄“尺”


    為了獲取優質海底沉積記錄,海洋科學家們就會利用載有鉆探裝備的科學考察船,在一些具有代表性的位置,將沉積鉆孔從水深幾百到幾千米的海下提取出來。回到實驗室后,首先利用同位素定年等手段,建立該鉆孔的時間序列,以確定該鉆孔所記錄的時間框架。其次,通過對沉積物樣品進行一系列的指標分析,如沉積學、微體古生物學、地球化學、地球物理學等,多學科、多角度地重建這段時期的古環境、古氣候演變歷史。最后,通過數理統計等方法,總結該時期間氣候變化的特點、規律以及異常氣候事件發生的周期性及原因等,甚至利用模型嘗試“重演歷史”。從而,為解釋現代氣候現象或預測未來氣候變化提供科學參考。


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    廈門大學“嘉庚”號(上)

    沉積物重力柱狀取樣過程(下)

    圖源:廈門大學科考船運行管理中心)


    越是靠近現代的記錄,越有利于重建百年、十年甚至更加短間隔的記錄。自人類誕生以來的各個文明時期,都在種種天氣現象的“舉手投足”間,留下了獨特而又深刻的印記。


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    魚山遺址中沙脊沉積物

    (Wang et al.)

    環境考古學家通過對良渚遺址沉積物及人類遺存進行沉積學、考古學及數值模擬等多學科交叉研究后,指出超強臺風(引發的風暴潮)等極端氣候對人類文明的發展或遷移有著深遠的影響,并指導致良渚文化消失的可能極端氣候的規模和影響范圍等

    作為中華民族新時期文化之驕傲的良渚文化,尚且在極端氣候面前消失無影,那么,在漫長時光中蹣跚的人類王朝,又會受到怎樣的影響?


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    葛全勝 等


    # Space Day of China #

    上圖是科學家在對照歷史資料地質記錄之后所得,表示過去約2200年間氣候變化與王朝興衰演替的關系。根據平均溫度的變化幅度,可以分成幾個溫暖期寒冷期

    一個溫暖期與寒冷期

    溫暖期(+0.5):兩漢

    寒冷期(-1):三國魏晉南北朝

    第二個溫暖期與寒冷期

    溫暖期(+1):唐朝

    寒冷期(-0.5):后唐五代十國

    第三個溫暖期與寒冷期

    溫暖期(+0.5):兩宋

    寒冷期(-1):清朝

    在太陽黑子活動11年周期、太陽軌道參數2萬年、千百年尺度等多因素影響下,氣候變化產生了不同的周期震蕩,同時,各個周期不同的疊加作用也得使冷暖交替呈現出了不規律性。

    但不難看出,朝代衰落與更替大都與氣候寒冷期對應,而朝代繁盛期大都處在氣候溫暖期。由此看來,似乎良好的自然環境更有助于建設和穩固強大的中央政權。

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    盛唐時期溫度相對偏高、降水也偏多。這樣的氣候條件推動了當時農業發展與社會經濟繁榮——貞觀之治,開元盛世……也因此達到了我國社會最鼎盛的時期,成就了古典詩歌的全盛時代,塑造了“蔑蓬壺之海樓,吞岱宗之日觀”的浪漫暢想。


    但在AD 750年左右的后唐時期,氣候快速轉冷,降溫幅度跌破2°C。與之相伴的是干旱之災,損失之巨大,古人甚至恐懼到將其歸咎于鬼神“旱魃”。自然地理環境惡化加之統治階級矛盾,“積尸草木腥,流血川原丹”的安史之亂,使得唐朝盛世轟然倒塌。


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    幾度的氣溫變化居然會影響一個國家的發展?

    這就要回歸人類生存的本能——干飯食物。


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    干飯人 干飯魂!

    (圖源網絡)


    當氣候變得溫暖,糧食會增產,反之,則減產。

    對于“民以食為天”的農耕國家而言,糧食產量關乎于國運。放在任何時候,都先得吃飽飯才能搞起建設,而古代人口數量和糧食關系緊密,在整體決定了一個國家的國力。

    “開元全盛日,小邑猶藏萬家室,稻米流脂粟米白,公私倉凜俱豐實”,杜甫余生懷念的盛唐,便是這幅糧倉滿盈,稻米流脂的景象。而以前的大棚被視為是“逆天時”事物,遭到抵制而應用稀少,所以,當氣候變得寒冷,本就減產的糧食就更不夠吃了。


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    稻米流脂粟米白

    (圖源網絡)

    另外,我國古代農業發明了二十四節氣,這份來自農民的智慧到現在也影響著農業生產。但在過去,因為社會知識水平不高,當好幾年種不出東西或遇上了自然災害(極端天氣),“米谷踴貴,道殣相望”,先人們就更愿意認為是當朝統治者干了壞事而挨了“天罰”。隨之而來的農民起義、資源戰爭等事件,都可能會造成一個國家的瓦解。(想想明清的皇帝是不是總是被罵)

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    二十四節氣(圖源網絡)

    從中國的溫度帶劃分和農業熟制來看,越是溫暖濕潤的地方作物成熟的更快,一年往往能有多次收割,有利于農業生產。而溫度變暖,將會使一年多熟地區的整體分布趨勢北移,一個國家將會有更大的多熟種植面積。從農業布局來看,古代中國諸侯逐鹿“中原”的重要原因,就是富庶的土地與更多的糧食儲備。

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    氣候控制下的農業(圖源網絡)

    而氣候變化引起的外部原因也同樣顯著。北方少數民族地區因為是游牧經濟,以畜牧業為主,完全靠草原來養活家畜獲得食物。當氣候變冷時,草原生長情況很差,游牧民族得不到充分的食物供給,他們只能向位于南方的國家政權進攻,以獲得生存資源。


    但是,南方人此刻也在挨凍哇!

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    (圖源網絡)

    南方也處在逐漸寒冷的過程中,糧食等物資也會大幅減產,綜合國力也在飛速下降。匈奴等外族的頻繁入侵時期,恰好與整體氣候變冷的背景吻合,歸根結底,還是迫于生存壓力造成的。

    再加上游牧民族驍勇善戰、耐寒不耐熱的“buff”拉滿,在氣候寒冷時期,古代中國王朝簡直就面臨著腹背受敵的尷尬處境。靖康之變的金人南下攻打宋朝,也正是處在一個寒冷期間發生的事件。

    綜上所述,暖期有助于國家發展!

    等等!那為什么現在說氣候變暖是個不利的事情呢?


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    那是因為變暖的也太!快!了!

    氣候變暖的速度,超過人類對于氣候現象認知的速度。

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    每月氣溫與全球年平均氣溫的差異(1980-2015)

    (圖源:美國國家航空航天局(NASA))

    前不久的新聞中,塔克拉瑪干沙漠竟然破天荒的出現了洪水(氣候變暖離譜事件)。

    得益于全球變暖強化,暖濕氣流帶來的降水,中國沙漠化有逐漸緩解的趨勢,這有助于荒漠化的治理。世界其他內陸沙漠化地區也有相似的趨勢:例如高緯度地區的海冰逐漸消融,航道變多,都將有助于近極地國家的貨運貿易往來。

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    塔克拉瑪干沙漠出現洪水

    (圖源:B站 中國石化)


    但是,氣候變暖而帶來的負面影響也顯而易見。隨著海平面的升高,沿海地區城市不得不面對著海水入侵的威脅;物種北移的過程中,由于人類活動范圍增大,寒冷地區動植物的生存空間進一步被擠壓,物種多樣性正日益減少。

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    當海平面上升66米后......

    (圖源:兔斯基聊科學)


    盡管當下的科技實力已經遠遠超過了古代,但顯然,更嚴峻的考驗也一一出現。為此,人類社會共同制定了一系列應對氣候變化的協議,以及碳達峰、碳中和的執行框架。


    我國學者在氣候與人類歷史研究中也卓有建設。得益于中華民族連綿不斷的文化沉淀與史料記載,東亞地區的古地理研究擁有良好的材料基礎。在上個世紀70年代,竺可楨先生通過歷史文獻的記載首次重建了我國過去5000年的溫度變化,將氣候變化的過程和人類社會進程做了結合分析。


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    中國近代地理學和氣象學奠基者

    竺可楨先生

    (圖源:網絡)

    雖然現代的地質研究記錄也顯示出,氣候變化影響的地理環境對一個國家而言有著顯著的影響,但文明發展的決定因素并不完全在于氣候,還有科技水平等其他變量。

    所謂“天時地利人和”,縱觀歷史,“天時”雖然重要,但也只是一個相對的輔助性要素,并沒有完全主宰人類社會的進程:氣候惡劣時期雖然導致一些王朝的滅亡,但也迎來新王朝的誕生

    為了社會的可持續、高質量發展,我們更多寄希望于“地利人和”的力量——依賴于你我對“人地和諧”作出的點點努力



    參考資料:

    [1] 暴雨突襲下的生命接力——鄭州萬名醫院患者大轉移紀實, 新華社發, 才揚 攝

    [1] 華南前汛期已遲到半個多月 持續干旱究竟何時能緩解?中國天氣網

    [2] 中國氣象局氣候變化中心.中國氣候變化藍皮書2021[M].北京:科學出版社,2021.

    [3] California academy of sciences geology

    [4] Learning Geology, http://geologylearn.blogspot.com/2017/03/anthropocene.html

    [5] Wang et al., Reconstructing a late Neolithic extreme storm event on the southern Yangtze coast, East China, based on sedimentary records and numerical modelling. 2022, Marine Geology 443, 106687

    [6] 葛全勝,方修琦,鄭景云. 中國歷史時期氣候變化影響及其應對的啟示[J].地球科學進展,2014,29( 1) : 23-29

    [7] Bova, S., Rosenthal, Y., Liu, Z. et al. Seasonal origin of the thermal maxima at the Holocene and the last interglacial. Nature 589, 548–553 (2021).

    [8] 錢國強, 巴黎協議——解讀人類應對氣候變化史的第三個里程碑

    [9] 竺可楨.中國近五千年來氣候變遷的初步研究[J].中國科學,1973(02):168-189.

    [10] 方修琦,鄭景云,葛全勝. 糧食安全視角下中國歷史氣候變化影響與響應的程與機理[J].地理科學, 2014





    科學指導:黃超 / 余鳳玲

    撰文:徐進

    排版:何詩凡

    編輯:李依睿 / 賴瀅

    責編:甘少敏

    出品:70.8海洋媒體實驗室


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