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海洋奇妙物语丨“风雨王朝”:“2202”年了,气候还能对国家存亡造成影响?

2022/03/16点击次数:

70.8海洋媒体实验室

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70.8 海洋奇妙物语


海洋代言人带你

探索占地表70.8%的海洋


本期作者


徐进

广东海洋大学2019级本科生,海洋科学专业




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北极冰海持续缩小ing

(来源:网络)


随着全球变暖问题逐渐凸显,极端天气气候的频次和强度都增多增强


其中,由降水控制的洪涝干旱与人们生活联系最为密切。

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2021.7 河南特大暴雨

(来源网络)


都2022年了,气候变化对现代社会的影响仍旧如此显著,甚至让人类难以直视。那么在更早的古代,极端气候会不会为人类带去一场“灭顶之灾”?科学家们通过古气候研究,探索出了气候变迁在王朝更替中扮演的角色。


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古今之变是地质学最重要的研究内容。

一直以来,将今论古和鉴古通今便相互辩证,而古气候研究则是后者思想的体现——如果想知道未来几十年甚至几千年尺度的气候变化规律和趋势,就需要认识到整个地质历史时期气候变化的历程。

不同于现代气象使用卫星遥感等各类高科技手段进行监测判断,古气候研究更依赖于地层中默默无闻的历史“记录者”。譬如,随沉积物共同埋藏在地层中的硅藻、有孔虫、介形虫等微体古生物,它们的成长或灭绝及其壳体元素、同位素的变化是对同时期气候变化导致的生境变化之响应,从而成为科学家们定性至定量重建古气候的重要指标。

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硅藻
(图源:California academy of sciences geology)

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硅藻在地质历史上的出现时间

(图源:Learning Geology)


沉积物广泛分布于陆上,如湖泊、三角洲等地区,陆上沉积方便钻取且沉积速率高,但往往由于易受自然风化剥蚀和人类活动等过程的干扰而不够理想;还有一部分沉积则深沉于瀚海之底,远离“尘世喧嚣”,尽管沉积速率较低,但时间连续性非常强,成为优质地层沉积记录“尺”


为了获取优质海底沉积记录,海洋科学家们就会利用载有钻探装备的科学考察船,在一些具有代表性的位置,将沉积钻孔从水深几百到几千米的海下提取出来。回到实验室后,首先利用同位素定年等手段,建立该钻孔的时间序列,以确定该钻孔所记录的时间框架。其次,通过对沉积物样品进行一系列的指标分析,如沉积学、微体古生物学、地球化学、地球物理学等,多学科、多角度地重建这段时期的古环境、古气候演变历史。最后,通过数理统计等方法,总结该时期间气候变化的特点、规律以及异常气候事件发生的周期性及原因等,甚至利用模型尝试“重演历史”。从而,为解释现代气候现象或预测未来气候变化提供科学参考。


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4166金沙之选主页通道“嘉庚”号(上)

沉积物重力柱状取样过程(下)

图源:4166金沙之选主页通道科考船运行管理中心)


越是靠近现代的记录,越有利于重建百年、十年甚至更加短间隔的记录。自人类诞生以来的各个文明时期,都在种种天气现象的“举手投足”间,留下了独特而又深刻的印记。


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鱼山遗址中沙脊沉积物

(Wang et al.)

环境考古学家通过对良渚遗址沉积物及人类遗存进行沉积学、考古学及数值模拟等多学科交叉研究后,指出超强台风(引发的风暴潮)等极端气候对人类文明的发展或迁移有着深远的影响,并指导致良渚文化消失的可能极端气候的规模和影响范围等

作为中华民族新时期文化之骄傲的良渚文化,尚且在极端气候面前消失无影,那么,在漫长时光中蹒跚的人类王朝,又会受到怎样的影响?


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葛全胜 等


# Space Day of China #

上图是科学家在对照历史资料地质记录之后所得,表示过去约2200年间气候变化与王朝兴衰演替的关系。根据平均温度的变化幅度,可以分成几个温暖期寒冷期

一个温暖期与寒冷期

温暖期(+0.5):两汉

寒冷期(-1):三国魏晋南北朝

第二个温暖期与寒冷期

温暖期(+1):唐朝

寒冷期(-0.5):后唐五代十国

第三个温暖期与寒冷期

温暖期(+0.5):两宋

寒冷期(-1):清朝

在太阳黑子活动11年周期、太阳轨道参数2万年、千百年尺度等多因素影响下,气候变化产生了不同的周期震荡,同时,各个周期不同的叠加作用也得使冷暖交替呈现出了不规律性。

但不难看出,朝代衰落与更替大都与气候寒冷期对应,而朝代繁盛期大都处在气候温暖期。由此看来,似乎良好的自然环境更有助于建设和稳固强大的中央政权。

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盛唐时期温度相对偏高、降水也偏多。这样的气候条件推动了当时农业发展与社会经济繁荣——贞观之治,开元盛世……也因此达到了我国社会最鼎盛的时期,成就了古典诗歌的全盛时代,塑造了“蔑蓬壶之海楼,吞岱宗之日观”的浪漫畅想。


但在AD 750年左右的后唐时期,气候快速转冷,降温幅度跌破2°C。与之相伴的是干旱之灾,损失之巨大,古人甚至恐惧到将其归咎于鬼神“旱魃”。自然地理环境恶化加之统治阶级矛盾,“积尸草木腥,流血川原丹”的安史之乱,使得唐朝盛世轰然倒塌。


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几度的气温变化居然会影响一个国家的发展?

这就要回归人类生存的本能——干饭食物。


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干饭人 干饭魂!

(图源网络)


当气候变得温暖,粮食会增产,反之,则减产。

对于“民以食为天”的农耕国家而言,粮食产量关乎于国运。放在任何时候,都先得吃饱饭才能搞起建设,而古代人口数量和粮食关系紧密,在整体决定了一个国家的国力。

“开元全盛日,小邑犹藏万家室,稻米流脂粟米白,公私仓凛俱丰实”,杜甫余生怀念的盛唐,便是这幅粮仓满盈,稻米流脂的景象。而以前的大棚被视为是“逆天时”事物,遭到抵制而应用稀少,所以,当气候变得寒冷,本就减产的粮食就更不够吃了。


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稻米流脂粟米白

(图源网络)

另外,我国古代农业发明了二十四节气,这份来自农民的智慧到现在也影响着农业生产。但在过去,因为社会知识水平不高,当好几年种不出东西或遇上了自然灾害(极端天气),“米谷踊贵,道殣相望”,先人们就更愿意认为是当朝统治者干了坏事而挨了“天罚”。随之而来的农民起义、资源战争等事件,都可能会造成一个国家的瓦解。(想想明清的皇帝是不是总是被骂)

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二十四节气(图源网络)

从中国的温度带划分和农业熟制来看,越是温暖湿润的地方作物成熟的更快,一年往往能有多次收割,有利于农业生产。而温度变暖,将会使一年多熟地区的整体分布趋势北移,一个国家将会有更大的多熟种植面积。从农业布局来看,古代中国诸侯逐鹿“中原”的重要原因,就是富庶的土地与更多的粮食储备。

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气候控制下的农业(图源网络)

而气候变化引起的外部原因也同样显著。北方少数民族地区因为是游牧经济,以畜牧业为主,完全靠草原来养活家畜获得食物。当气候变冷时,草原生长情况很差,游牧民族得不到充分的食物供给,他们只能向位于南方的国家政权进攻,以获得生存资源。


但是,南方人此刻也在挨冻哇!

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(图源网络)

南方也处在逐渐寒冷的过程中,粮食等物资也会大幅减产,综合国力也在飞速下降。匈奴等外族的频繁入侵时期,恰好与整体气候变冷的背景吻合,归根结底,还是迫于生存压力造成的。

再加上游牧民族骁勇善战、耐寒不耐热的“buff”拉满,在气候寒冷时期,古代中国王朝简直就面临着腹背受敌的尴尬处境。靖康之变的金人南下攻打宋朝,也正是处在一个寒冷期间发生的事件。

综上所述,暖期有助于国家发展!

等等!那为什么现在说气候变暖是个不利的事情呢?


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那是因为变暖的也太!快!了!

气候变暖的速度,超过人类对于气候现象认知的速度。

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每月气温与全球年平均气温的差异(1980-2015)

(图源:美国国家航空航天局(NASA))

前不久的新闻中,塔克拉玛干沙漠竟然破天荒的出现了洪水(气候变暖离谱事件)。

得益于全球变暖强化,暖湿气流带来的降水,中国沙漠化有逐渐缓解的趋势,这有助于荒漠化的治理。世界其他内陆沙漠化地区也有相似的趋势:例如高纬度地区的海冰逐渐消融,航道变多,都将有助于近极地国家的货运贸易往来。

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塔克拉玛干沙漠出现洪水

(图源:B站 中国石化)


但是,气候变暖而带来的负面影响也显而易见。随着海平面的升高,沿海地区城市不得不面对着海水入侵的威胁;物种北移的过程中,由于人类活动范围增大,寒冷地区动植物的生存空间进一步被挤压,物种多样性正日益减少。

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当海平面上升66米后......

(图源:兔斯基聊科学)


尽管当下的科技实力已经远远超过了古代,但显然,更严峻的考验也一一出现。为此,人类社会共同制定了一系列应对气候变化的协议,以及碳达峰、碳中和的执行框架。


我国学者在气候与人类历史研究中也卓有建设。得益于中华民族连绵不断的文化沉淀与史料记载,东亚地区的古地理研究拥有良好的材料基础。在上个世纪70年代,竺可桢先生通过历史文献的记载首次重建了我国过去5000年的温度变化,将气候变化的过程和人类社会进程做了结合分析。


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中国近代地理学和气象学奠基者

竺可桢先生

(图源:网络)

虽然现代的地质研究记录也显示出,气候变化影响的地理环境对一个国家而言有着显著的影响,但文明发展的决定因素并不完全在于气候,还有科技水平等其他变量。

所谓“天时地利人和”,纵观历史,“天时”虽然重要,但也只是一个相对的辅助性要素,并没有完全主宰人类社会的进程:气候恶劣时期虽然导致一些王朝的灭亡,但也迎来新王朝的诞生

为了社会的可持续、高质量发展,我们更多寄希望于“地利人和”的力量——依赖于你我对“人地和谐”作出的点点努力



参考资料:

[1] 暴雨突袭下的生命接力——郑州万名医院患者大转移纪实, 新华社发, 才扬 摄

[1] 华南前汛期已迟到半个多月 持续干旱究竟何时能缓解?中国天气网

[2] 中国气象局气候变化中心.中国气候变化蓝皮书2021[M].北京:科学出版社,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] 葛全胜,方修琦,郑景云. 中国历史时期气候变化影响及其应对的启示[J].地球科学进展,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] 钱国强, 巴黎协议——解读人类应对气候变化史的第三个里程碑

[9] 竺可桢.中国近五千年来气候变迁的初步研究[J].中国科学,1973(02):168-189.

[10] 方修琦,郑景云,葛全胜. 粮食安全视角下中国历史气候变化影响与响应的程与机理[J].地理科学, 2014





科学指导:黄超 / 余凤玲

撰文:徐进

排版:何诗凡

编辑:李依睿 / 赖滢

责编:甘少敏

出品:70.8海洋媒体实验室


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