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气候改变历史 全球气候联系
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全球气候模式,以及背后的力量机制,科学性探索一直在前进,努力帮助我们重建过去的世界的气候历史。现在有证据表明,小冰河期的恶劣天气,也引起了大范围的海洋表面气温和海洋风向的变化。比如说厄尔尼诺年份,在温暖的中世纪年代(1100—1300)期间,似乎相对不那么活跃,而在比较寒冷的近代前期阶段(1500—1800),厄尔尼诺发生频率增多了74。科学家已经明确,在1525—1800年间,出现了59个厄尔尼诺——南方涛动(ENSO)现象事件,平均每4.6年就有一次。这些ENSO被大致平分,16世纪有19次,17世纪18次,18世纪有22次75。
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过去的五千年来,ENSO的波动每隔几年就出现一次,“从全球范围来看,是单一的最大的年际气候波动的源泉”,“它的作用非常广泛和深刻”76。一个典型的厄尔尼诺年份,开始于3月到5月,一直持续12个月甚或更久,直到第二年为止。通常情况下,沿赤道带的太平洋东边的海平面的气压,要比太平洋西边的气压高,这个压力差驱使风从东向西刮77,自东向西一路吹过太平洋,即从南美洲的海岸吹到澳大利亚,再到印度尼西亚。当厄尔尼诺年开始时,这个关系就被逆转了,赤道上的太平洋东边的海平面气压降低,而太平洋西边海面的气压上升,这就叫做南方涛动。没有气压的推动,原本应该从南美的海岸猛烈地吹到太平洋赤道地区的东风,现在却减弱并退回东边去了。这样,使得热带降水从澳大利亚和等候季风的亚洲移走了,朝太平洋的中部和东部移去。
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ENSO对热带的影响是巨大的。湿润的空气在热带太平洋东部的温暖的上空,形成了大量的降雨云层,在美洲中部和南部释放大量的降水,海滨平原厄瓜多尔和秘鲁北部,经常有洪水泛滥。而在太平洋西边,东风实际上在厄尔尼诺年就消失了,这就导致了干燥的季风期和旱灾,对澳大利亚、印度尼西亚和其他东南亚国家,对印度次大陆、埃塞俄比亚高地,还有南部非洲等地区,经常是具毁灭性的气象。一些在印度出现过的最著名的旱灾和饥荒期,就是在最强烈的ENSO年份78。
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ENSO年份造成了全球的天气扰动,因此对温带地区气候也构成影响,比如北美地区。厄尔尼诺对于北美的美国和西加拿大的气候的影响是,造成比较温和的冬天,美国南部的德州和佛罗里达州的气候变得潮湿。现在还不清楚的是:是否可以推测出,ENSO年份影响了温带的欧亚大陆气候?是否可以将小冰河期的寒冷和极端天气的年份,联系到ENSO上?是否在欧洲和亚洲出现的反常的天气和厄尔尼诺有关?
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的确存在着一些联系。比如说,莫林在他的天气日记中,记录的巴黎最寒冷的四个冬天——1684年、1695年、1697年、1709年,都属于厄尔尼诺年份79。理查德 • 格罗夫(Richard Grove)建议,将法国大革命之前的法国庄稼歉收与1789—1793年间的ENSO事件联系起来进行考察。另外,他认为这个ENSO还在印度、非洲和新大陆世界,造成了大范围的干旱、饥荒。他认为,“ENSO的到来,也许在1787—1788年期间,导致了西欧不正常的寒冬,接着是个迟来的潮湿的春天,又接着是个闹旱灾的夏天,严重地影响到庄稼收成。而这一切,就发生在法国大革命之前”80。他认为,那场饥荒之前欧洲一月份出现的北大西洋涛动,与印度的夏季季风雨二者之间,是有关联的。
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也许,北大西洋和南方涛动之间,的确存在某种关系。北大西洋的地区正常的大气环流,是由西风带的风推动的,在冰岛、格陵兰岛的低压和亚速尔群岛及附近区域的高压二者中间,形成的是强劲的西风带,在西风到达北欧的途中,来自寒冷的大陆空气逐渐被海洋温暖了。西风带的南北两侧是东风带,当北大西洋涛动出现时,北格陵兰岛出现一个高压,而亚速尔群岛的高压变成了低压81。在这一变化中,北格陵兰岛的高压体推动着干燥而寒冷的极地空气,穿过了北欧,造成清冷的夏天和酷寒的冬天。正常的西风带逆转了方向,接着东风带将从北欧极地刮来的冷空气,在海洋上被温暖后,再到达北美。
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气候改变历史 结论
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显然,上文描述的气候变化程度和范围,证明近代前期,气候在很多方面对人的生存产生了影响。对于欧亚大陆和北美大陆来说——北半球温带区,有大量证据证明了“长期恶劣天气”,比如所有的季节都出现了寒冷、天气多变、降水量很少,人类社会面对这样不温和的气候,生活变得艰难,生产力下降,健康下降,甚至增加了死亡率。当时的人,极大地改变了他们的生活方式和生产方式,来适应更为恶劣的天气。但是还不能说,这些气候情况之险恶,足以使得温带地区的社会进化偏转了方向,或者被阻碍了。
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也许,我们可以看到,人类社会变得越来越有韧性,能更有效地应对气候振荡。近代前期的中国人和欧洲人,面临了同样恶劣的气候情况,农业生产受到了阻碍,这个在本书的其他章节也会谈到。然而,这两个社会里,都增加了食物供应,同时加深了土地的利用,把农耕区扩大到了边远的地方。就中国而言,“边远地方”比如说台湾岛,不断有汉族的中国人迁移过去;欧洲人则兼并了广大的新大陆的土地,而对于日本,却表现为另一方面,他们更加适应了对自然的保护和对资源的利用,而不是地域的扩张。
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有很多证据证明,人类社会和机构在过去的三个半世纪的近代前期,变得越来越有活力和适应性。国家和市场都变得更加有效率,而且扩展到了更加边远的地方。世界范围的快速增长的航海技术和淡水舰队可以运输大量的货物到很远的距离,反应市场的需求,这一点非常重要。国家和社会可以更好的回应并减轻那些曾经看起来是非常致命的恶劣气候的影响。在欧洲,救济和社会福利由国家监督执行,18世纪比之15世纪,显得有效的多。
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对于气候历史学家,还有很多工作尚待完成,不过现在已经具备在世界范围内搜集气候数据的可能,传统历史学家们可能需要表格,依靠地理坐标做参考,还有地方上月度和季度的数据,这样可以建立起精密的表格,来分析气候与社会的关系。这些地方上的数据类型,以每年或多年为一组的,就可以揭示出那些藏在气候平均数据和长期概述后面的极端气候情况。比如说,一个地方只是简单地计算每年无霜的夏天的数据,就非常有用。同样的,地方上的数据,关于恶劣天气事件的旱灾、洪水、冰雹、暴风雪、潮水涌浪、暴风气旋等等,关于它们存在的时间、对应的空间,就对经济历史学家和其他学者有所帮助。
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对世界温带区域,除了欧洲和东亚,气候历史学家必须进行最基础的研究,来判断相似的地区或完全不同的地区的气候后果,譬如北美的气候重建工作,就需要完善。至少对于温带地区,我们有了令人信服的,大范围上准确的有关近代早期的气候模式,及其所造成的后果的画面。而对于热带地区,我们甚至连这个都没有,在那里,问题不是气温,而是降水量。前文研究西非的例子就表明,利用有限事例亦可做出气候研究的成果。
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即便是采用国际标准指数,对季风型降水地区,创建起一个简单的表列数据系统,工作所涉及的范围也会非常宽,而且工作量也很大。在大范围上共同发生缺雨,旱灾和饥馑的情况发生在什么地方?又是什么时候发生的?这些都是经验性问题。但是这些问题的答案,会大大帮助我们理解那改变了近代人类历史走势的自然之力。
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[1] 参见杰 • M • 格罗夫(Jean M. Grove)的《小冰河期》(The Little Ice Age),伦敦,梅休因出版社,1988年,1—3页。
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[2] 参见雷蒙德 • S • 布拉德利(Raymond S. Bradley)和菲利普 • D • 琼斯(Philip D. Jones)合编的《公元1500年以来的气候变化》(Climate since A. D. 1500),伦敦,劳特利奇出版社,1995年,6—14页。
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[3] 参见R • D • 达里戈(R. D. D’arrigo)和G • C • 雅各比(G.C. Jacoby)发表的《北美北方年轮气候学的证据》(Dendroclimatic Evidence from Northern North America),收录在由雷蒙德 • S • 布拉德利(Raymond S. Bradley)和菲利普 • D • 琼斯(Philip D. Jones)主编的《公元1500年以来的气候变化》一书,303—304页。两位作者将1880年到1974年这段区间作为衡量标准,测量了那些与这个区间平均气温有偏差的时期,重建了更早之前年份的年平度气温,直至1671年。参见G • C • 雅各比和R • D • 达里戈的《根据北美高原树木年轮数据,重建北半球自1671年起年度气温数据》(Reconstructed Northern Hemisphere Annual temperature since 1671 Based on High-Latitude Tree-Ring Data from North America)一文,载《气候变化》(Climatic Change)期刊,1989年,第14期。
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[4] 参见亚历山大 • T • 威尔逊(Alexander T. Wilson)的《古气候和环境变迁的同位素证据》(Isotope Evidence for Past Climatic and Environmental Change),收编在由罗伯特 • I • 罗特伯格(Robert I. Rotberg)和西奥多 • K • 拉布(Theodore K. Rabb)主编的《气候与历史:跨学科历史研究》(Climate and History: Studies in Interdisciplinary History)一书中。普林斯顿,普林斯顿大学出版社,1981年,215—232页。
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[5] 参见A • 塔鲁索夫(A.Tarussov)所著《从北极的斯瓦尔巴特群岛(挪威)到北地群岛(俄罗斯):冰芯与气候重建》(The Arctic from Svalbard to Severnaya Zemlya: Climatic Reconstructions from Ice Cores),收录在雷蒙德 • S • 布拉德利和菲利普 • D • 琼斯合编的《公元1500年以来的气候变化》一书中。伦敦,劳特利奇出版社,1995年,505—516页。见图26.7。
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[6] 参见B • 佐利托施卡(B.Zolitschka)所著《高分辨率湖沉积物和它对于古气候的重建》(High Resolution Lacustrine Sediments and Their Potential for Palaeoclimatic Reconstruction),收录在由菲利普 • D • 琼斯、雷蒙德 • S • 布拉德利、杰 • 茹泽尔(Jean Jouzel)以及北大西洋公约组织科学部共同主编的《气候变化和过去两千年以来的力量机制》(In Climatic Variations and Forcing Mechanisms of the Last 2000 Years),柏林,斯普林格出版社,1996年;参见乔纳森 • T • 欧弗佩克(Jonathan T. Overpeck)所著的《纹泥沉积物对近一千年以来的季节性的环境变化的记录》(Varved Sediment Records of Recent Seasonal to Millennial-Scale Environmental Variability),收录在由菲利普 • D • 琼斯、雷蒙德 • S • 布拉德利、杰 • 茹泽尔以及北大西洋公约组织科学部共同主编的《气候变化和过去两千年以来的力量机制》,柏林,斯普林格出版社,1996年,479—498页。
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[7] 参见J • M • 洛夫(J. M. Lough)、D • J • 巴恩斯(D. J. Barnes)和R • B • 泰勒(R. B. Taylor)所著《珊瑚研究对近一千年以来的高清晰度的气候变化的潜在作用》(The Potential of Massive Corals for the Study of High Resolution Climate Varination in the Past Millennium),收录在由菲利普 • D • 琼斯、雷蒙德 • S • 布拉德利、杰 • 茹泽尔以及北大西洋公约组织科学部共同主编的《气候变化和过去两千年以来的力量机制》,柏林,斯普林格出版社,1996年。
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[8] 迈克尔 • E • 曼恩(Michael E. Mann)、雷蒙德 • S • 布拉德利和马尔科姆 • K • 休斯(Malcolm. K. Hughes)合著《过去六个世纪的全球气温模式和气候动力》(Global-Scale Temperature Patterns and Climate Forcing over the Past Six Centuries),《自然》(Nature),1998年,第392期,783页。
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[9] 雷蒙德 • S • 布拉德利和菲利普 • D • 琼斯所著《小冰河期的夏季气温变动:它们的本质和与最近的全球变暖趋势的关系》(Little Ice Age’ Summer Temperature Variations: Their Natures and Relevance to Recent Global Warming Trends),《全新世》(Holocene),1993年,374页。
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