千年气候变化图（领略过去几千年的气候变化）

各王朝风谲云诡、英雄辈出，让人总有想去一展身手的冲动。假设我们真的发明了可以游走在四维甚至更高维度空间的机器，超光速穿越到过去也就成为了可能。

最朴质的问题之一是，过去有多冷（暖）。

另一种办法是，找到一个时空扭曲的虫洞，钻过去，穿越成就马上get。

现代人利用系统性仪器观测天气-气候的历史不超过三百年。你一定有疑问，更早的气候变化是如何被古气候学家知晓的。

深海沉积物、冰芯和黄土被视为古气候研究最有力的三大载体

且不提时间跨度在万年甚至百万年的气候变化。和我们最为息息相关的，自然是中华上下五千年里，我们祖先到底经历了怎样的冷暖干湿变化。要解决这一问题，必须要先知道，我们能从哪些信息中获得这种变化。

有人说，我们中华文明有很多的文字记录，可以用来恢复过去的气候么？答案是肯定的。

我国古代是传统的农业社会。“王以民为天，民以食为天”。自然，要想民众过得舒心不造反，保证粮食的好收成是极其重要的。而收成好的前提是一年的风调雨顺，因此，历朝历代帝王对气候天象格外重视。

在距今约三千年前的殷墟甲骨文卜辞上，风、雪、雹、雨、霾等和四季的记载已经出现。据张德二《中国三千年气象记录总集》中的统计，殷墟出土的甲骨文中，共有345例与天气气候相关。

王宾仲丁刻辞 图源：国家博物馆

划线内容为“出虹自北引于河”，意思是雨后彩虹从北边天上出现,把头伸到河里“饮水”。殷人认为这是不吉之兆。

再如，一些流传在世的文献古籍也在只言片语中记录了珍贵的物候信息。

《尔雅》中以“地气之发，天不应曰雾”、“风而雨土为霾”、“甘雨时降，万物以嘉，谓之醴泉”、“雨霓为霄雪”等解释雾霾、风雨、雪霜天气；

《春秋》中记载，当冬日天空中出现“天上同云”时，预示着要“雨雪雰雰”；当夏季“有渰萋萋”（乌云展布）时，则将 “兴雨祁祁”，一场大雨避免不了。

《诗经》中以 “天将阴雨，鹳鸣于至”写雨来袭之前鸟鸣的物候现象；以“春日载阳，有鸣仓庚；女执懿筐，遵彼微行，爱求柔桑”指示农事活动——利用黄莺叫指示采桑活动的时机。

更晚时期，《梦溪笔谈》也有解释彩虹原理的部分：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”；

再如苏洵《辨奸论》中也有预报风雨的记载：“月晕而风，楚润而雨。”

如此种种经验预报，在某种程度上，已经是“大数据”之下的成熟经验了。

什么是物候

春去秋来，霜降大雪，燕子南迁，河开河冻，庄稼发芽，叶落归根等等，在每年的特定时间发生，就是物候。用书面一点的语言说，物候是生物因为长期适应光照、降水、温度等条件而发生的周期性变化，形成与这种生长条件相适应的生长发育节律。

一些物候现象 图源：图虫创意

还有我们熟知的农谚，也是万千先民在农业生产实践中、因“靠天吃饭”而总结出的各种经验。

有些和农业生产息息相关，比如“穷人不听富人哄，阎王刺开花撒谷种”，说的是阎王刺开花时水稻就可以播种；

还有一些则提醒人们注意天冷添衣，天热更衣。“红云变黑云，必有大雨淋”、“天上跑台云，地上雨淋淋”说的是大雨的前兆；“鸡在高处鸣，雨止天要晴”、“朝霞雨，晚霞晴”讲述的是雨后何时放晴等等。

国家也设置了观察“天象”的官员为农业服务。东汉著书的《后汉书·百官志二》记载了太史令和其下属的明台丞和灵台丞在记录天气、天象、国家历史方面的职责：

“太史令一人，六百石。本注曰：掌天时、星历。凡岁将终，奏新年历。凡国祭祀、丧、娶之事，掌奏良日及时节禁忌。凡国有瑞应、灾异，掌记之。”“堂及灵台丞一人，二百石。本注曰：二丞，掌守明堂、灵台。灵台掌候日月星气，皆属太史。”

到后来，太史逐渐演变为只主持占候和推算历法，在明、清二朝有了我们熟知的名字——钦天监。（热知识：司马迁、张衡、班固等人生前都曾任太史令）

根据这些史料文献的记载，竺可桢先生绘制了过去5000年的温度变化概图，和世界气候变化格局类似（如下图），呈周期性的冷暖波动变化。

由于战乱、对偏远地区的不重视等，文献史料并不是全面的，还需结合其他的气候载体进行分析，才能获得更加连续的气候变化曲线。

一些被发现于古代遗址中的遗迹遗骸在某种程度上也能说明问题。

在今浙江余姚发现的河姆渡文化中，出土了中国最早的象牙雕刻。我们知道，大象一般生活在炎热潮湿的热带-亚热带环境中，比如云南西双版纳地区。河姆渡人不可能千里迢迢只为象牙，合理的解释便是：当时大象群曾在长江中下游地区生存。换言之，当时的气候条件比现在更热。

再如，半坡遗址中出土了獐、竹鼠等亚热带动物的骨骼、河南安阳殷墟中出土的象、貘、水牛、獐等，都是对当时气候暖于目前很好的印证。

中国历史 七年级上册对半坡文化的描述

遗址、湖泊、海洋、古土壤中存在的孢粉（孢子和花粉）、植硅体也能定性-半定量地确定某段时间内的气候变化。

其原理是，气候的变化势必导致主要作物的变化。Xu等人（2013）对东海冲绳海槽DG9603钻孔的孢粉进行分析后发现，陆地气候在距今约1.5万年前突然升温，在距今约1.29~1.15万年期间短期降温，但海洋变暖超前陆地气候变暖约3~4千年，以此说明海陆气候变化的不同时性；Zhang等人（2020）对广东湛江湖光岩玛珥湖6万年以来的植硅体和孢粉研究揭示出过去七次千年级的干旱事件，等等。

湖光岩玛珥湖6万年来主要植硅体和花粉类型百分含量

一些植硅体图片（Yang, 2012）

值得注意的是，植物也在不断地适应新环境，当下植物偏爱的生长条件并不一定代表其过去的口味。因此，找到其他佐证也相当重要。

比如我们身边的大树。

树木横截面上一层一层、深浅相间的同心圆环，是树木一年年生长的印记。这种年轮可以高效详实地记录树木生长期间每年的降水、气温，甚至是森林火灾。很神奇是不是？

以温带地区树木的生长为例，他的原理在于，树木在春季开始生长，木质细胞壁薄，排列松散，肉眼看上去颜色偏浅；而夏季以后，木质细胞壁变厚，细胞体积变小，纤维较多的情况下，颜色自然变深了。等到秋季结束便停止生长，这样就形成了内浅外深的一圈年轮。

如果一年高温多雨、气候潮湿，年轮相对较粗；如果深色层越厚，则说明冷季更长等等。通过测量年轮深浅层的厚度和颜色比较，区域的干湿冷暖情况便一目了然。

工人在钻取树轮样品

树轮 图源：图虫创意

要想找到囊括几百年甚至千年以上气候信息的树轮，可不是那么好找。

目前有两个办法，第一是通过钻取古代陵墓中的木质棺椁的年轮信息，获得精确的古气候信息；第二种是，通过林业部门获得树龄在百年以上树木群的地域范围，在野外实地勘察获得。（都不容易啊）

江苏连云港市博物馆双龙汉墓出土棺椁复原场景

年纹层对获取高分辨率千年气候变化有极好的帮助。除了树轮，冰芯、湖泊、珊瑚、石笋等都含有年纹层。和树轮记录古气候的原理类似，明暗交错形成的年纹层记录了一年年的变化记录。通过仪器测试和数学方法提取其中的信息，即可获得我们想要的气候变化信息。

有年纹层的气候载体(Ruddiman, 2007)

图注：与树木年轮相比，冰芯记录的信息量更多。冰芯中的气泡更是储存了当时的大气情况。分析冰芯中滞留气泡的大气化学成分，即可测得其二氧化碳、甲烷等气体的含量。获取冰芯并不容易：一根冰芯的获取需要若干年的时间、流动的冰层也不能囊括在钻取之列。

甘肃乌鸦洞石笋 (Tan, et al, 2014)

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有了这些载体，我们便能更好地获得过去历史时期气候的变化，进而，可以从气候变化的角度分析王朝的兴衰等等，提供一些有趣的思考。

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有兴趣的话，不妨等等关于各朝代气候变化的下一期：

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编辑：万鹏

美编：蒋青青

校对：李玉钤、赵娜

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