竺可桢是如何研究中国五千年来的气候变化的？

毛主席教导我们:“在生产斗争和科学实验的范围内，人类总是在发展的，自然界也总是在发展的，永远不会停在同一水平上。”有些人认为在人类历史时期，世界气候没有改变。这种唯心主义的论断已经被我国的历史记载所否定。

在中国的历史文献中，有丰富的历代气象和物候的记载，可惜都很零散。本文对手头的材料进行初步分析，希望能写出五千年来气候变化的主要趋势轮廓。

在东亚季风区，降雨量的变化趋于极端，而温度的变化则可以影响作物在冬春季的生长。我国冬季气温主要受西伯利亚冷空气控制，波动比较均匀。因此，本文将冬季气温作为气候变化的指标。

近五千年，按材料性质，可分为以下四个时期。

考古时期(约公元前3000-1100年)

Xi安附近的半坡村遗址(属于仰韶文化，经14C同位素测定，距今约5600-6080年)和河南安阳殷墟(约公元前1400-1100年)的发掘表明，当时狩猎的野生动物中有竹鼠、鱿鱼、松鼠等。另外，从殷代留下的甲骨文可以看出，安阳种植的水稻比现在早一个月左右。在山东省黎城县发掘的龙山文化遗址中发现了一个碳化的竹节，一些陶器看起来像是竹节。这表明，在新石器时代晚期，竹子分布在黄河流域，远至东部沿海。根据这些事实，我们可以假定，5000年以来，竹子分布的北界向南退缩了约1-3纬度。对比黄河下游和长江下游的气温，可以说5000年前的仰韶到3000年前的殷墟，是中国的温和气候，比现在的年平均气温高2℃左右，比正常月份的平均气温高3-5℃。

物候期(公元前1100年-公元1400年)

人们要知道，一年之中，寒来暑往，往往是用肉眼去看的，比如霜雪、河涌开冻、树木发芽开花结果、候鸟春来秋去等等。这是物候学。物候学也可以说是没有观测仪器时代的气象学和气候学。我国劳动人民早在公元前11世纪就开始了这种观测，3000年来积累了丰富的资料。

中国的许多汉字都是用象形文字来表示的。在周朝初年(始于公元前1066年，都城在Xi安附近的濠江)的文献中，衣服、器皿、书籍、家具和乐器等名称都以“竹”开头，表明这些东西最初是由竹子制成的。可见，周初黄河流域广泛种植竹子，现在则不然。商周时期，黄河流域的劳动人民从事农业和畜牧业。对于他们来说，赛季的运营很重要。人们用各种方法来确定春分作为农业经营的开始时期。当时山东沿海地区的人们每年都要观察燕子的第一次到达来确定春分，而现在燕子只在3月22日才到达长江下游。长江下游郯城与上海的年平均温差为65438±0.5℃，正月平均温差为4.6℃。这一结果与考古时期竹子分布变化方法得到的结果一致。

周初温暖的气候很快恶化，汉江在公元前903年和公元前897年两度封冻。不过春秋时期(公元前770-481)又暖和了。《左传》里经常提到，山东的冬天，冰库里取不到冰。周代中期，黄河流域下游到处都可以生长李树。《诗经》中五次提到梅。在秦风中，有一句话叫“南国的尽头是什么？有一首诗里有梅子。钟南山位于Xi的南部。现在没有李树了，不管是野生的还是栽培的。而且在商周时期，李子被广泛用于调和饮食，因为那时候还没有醋。由此可见李树的普遍性。战国秦汉时期，气候持续温暖。清初的张彪研究了秦《吕氏春秋》中的物候资料，认为秦初春的物候比清初早三周。汉代司马迁在史籍中描述了经济作物的分布，如江陵(四川)的橘子，齐鲁(山东)的桑葚，渭川(陕西)的竹子，陈霞(今河南南部)的漆器等。这些亚热带植物的北界被推到比现在更北的地方。公元前65438年+公元前065438年+公元前00年，黄河在昝子决口，在河南祁园砍倒竹篮、石块堵口，可见当时河南祁园的竹子繁盛。

到了东汉时期，也就是公元初，中国的天气趋于寒冷，出现了几次严冬，中国的首都洛阳在晚春出现了霜雪，但是寒冷的时间并不长。那时候豫南的橘子、蜜桔还是很常见的。直到三国时期，曹操(公元155-220年)在铜雀台(今河南临漳西南)种植的橘子已经不能结果，气候比司马迁时期还要寒冷。曹操之子曹丕于公元225年到淮河广陵(今淮阴)视察十余万士兵的演习。由于严寒，淮河突然结冰，演习不得不停止。这是我们所知道的第一次有记录的淮河结冰。那时候气候比现在冷。这种寒冷一直持续到第三世纪下半叶，尤其是在公元280-289年的十年间。当时每年农历四月霜降。估计当时的年平均气温比现在低1-2℃。南北朝时期(公元420-579年)，在南京舟山修建了冰屋，以保持食物的新鲜。那时候南京的冬天应该比现在冷2℃，这样才能提供储存所需的冰。大约在公元533-544年出版的《齐·姚敏书》总结了六朝以前中国最全面的农业知识。据这本书记载，当时黄河以北阳历四月中旬杏花盛开，五月初桑叶诞生，比现在晚了约二至四周。此外，书中还说黄河流域的石榴树冬天“裹着蒲草”，这也说明六世纪上半叶比现在更冷。

隋唐时期(公元581-907)，七世纪中叶气候变暖。650年、669年、678年的冬天，首都长安没有冰雪。八世纪初和九世纪初中期，在Xi安的故宫和南郊的曲池种植了梅花和橙子。公元751年，皇宫内设置了橘子，也有公元841-847年设置的记载。柑橘只能抵御-8℃的低温，现在Xi安的绝对最低气温几乎每年都在-8℃以下。到11世纪初，中国北方已经没有李树了。宋代诗人苏轼(公元1036-1101)写过一首诗“关中无梅”。王安石(公元1021—1086)嘲笑北方人把梅误认为杏，他写的关于红梅的诗里就有“北方人无知，却像杏花”这句话。从这个物候常识就可以知道唐宋时期冷暖的区别。12世纪初，中国气候加剧转冷。公元1111年，太湖完全封冻，冰封仍通车。太湖和洞庭山有名的橘子都冻死了。杭州经常下雪，而且一直持续到晚春。据南宋史料记载，从1131-1260，平均每十年降雪最晚日期为4月9日，比12世纪前十年的春雪晚一个月左右。1153-1155年，苏州附近的南运河冬天结冰。公元1170年，北京西山白雪皑皑。现在，这种现象已经很少见了。福州是中国东海岸荔枝生长的北限。在过去的1000年里，荔枝死了两次，一次在公元11100年，一次在公元1178年，都是在12世纪。

日本封建主历年都在西京园举行宴会，庆祝日本樱花盛开。从九世纪到十九世纪，日期被记录下来，从而保持了物候记录。这个樱花开放期，九世纪最早，十二世纪最晚。

十二世纪末刚过，杭州的冬天又开始回暖了。公元1200年、1213年、1216年、1220年，杭州没有出现冰雪天气。此时北京的杏花也是清明开放，和今天一样。这种温暖的气候似乎一直持续到13世纪下半叶。因为隋唐以来在河内(今河南博爱)、Xi安、凤翔(陕西)设立的竹监署，在宋元时期时断时续，直到明末(公元1368-1644年)才完全停止。从此，竹子在黄河以北不再作为经济树种栽培。

十三世纪早期和中期的温暖期是短暂的，很快冬天又变冷了。根据收集到的记载，无锡的运河在公元1309年结冰。公元1329年和公元1353年，太湖结冰数尺，橘树再次冻死。1351公历11年6月，黄河大面积结冰，但是近年来，直到河南、山东的12年6月，黄河才出现结冰现象。当时小燕子4月底来北京，8月初就走了。与现在的物候记录相比，早来早去一周。可见14世纪比13世纪和现在都冷。日本樱花的物候也有同样的反映。

公元1221年，丘处机从北京出发，去中亚与成吉思汗会合，曾经经过新疆的赛里木湖。他称之为“天池”。他说，这个湖四周都是山，山被雪覆盖着，倒映在湖中。但是现在那些山峰上没有雪了。那些山峰大约有3500米高，表明当时的雪线在3500米以下。现代天山这一部分的雪线在3700到4200米之间，而13世纪的雪线比现在低了200到500米左右。在欧洲的俄罗斯平原，寒冷期大约开始于1350年；在德国和奥地利，1429-1465是气候恶化的开始；在英格兰，1430、1550和1590年的歉收也与寒冷的天气有关。可以看出，寒冷的趋势是从东亚开始，逐渐向西方转移的。地方志时期(公元1400-1900)

人们根据665种地方志，统计了太湖、鄱阳湖、洞庭湖、汉江、淮河的冰冻年代(13世纪至20世纪)和热带地区近海平面的降雪和霜冻年份(16世纪起)。从这些资料可以看出，我国暖冬在1550-1600和1720-1830之间。寒冷的冬天在1470-1520，1620-1720和1840-1890之间。就世纪而言，十七世纪最冷，其次是十九世纪。

这一结果与日本(北纬36°，东经138°)的冰冻日数几乎一致。只是日本的冬天比中国早了四分之一世纪开始和结束。

如前所述，15世纪至19世纪冬季相对寒冷，最冷是在17世纪，尤其是1650至1700年。比如江西的橘子园和橘园，在公元1654年和公元1676年的两次寒潮中被彻底摧毁。这五十年间，太湖、汉江、淮河都结冰过四次，洞庭湖也结冰过两次。在中国的热带地区，冰雪也非常频繁。湖北沙市1608-17记载的桃、杏、紫丁香、秋海棠的花期，比今天五常的花期晚了七到十天。与现在相比，北京1653-1655期间的物候记录也要落后一两周。而且根据当时的出行记录，天津运河在6月1165438+10月18结冰，我们只好坐车去北京。1656返程，北京运河3月5日解冻。所以可以推算出当时的冰冻期是107天，而现在的冰冻期只有56天。从物候学上可以估算出，17世纪中叶北京的冬天会比现在冷2℃左右。仪器观察期

根据清代(公元1644-1910)北京、南京、杭州、苏州等地的雨天记录，根据秋季第一场降雪到春节最后一场降雪的平均日期，得出1801-1850这段时期比以前多雨。这与上一节的数据一致。

根据上海气温趋势，十九世纪后二十五年气候寒冷。冬季气温在1897左右达到平均值，之后在平均值以上持续了十四年左右。大约在1910—1928时，温度逐渐降到平均值以下。然后上升，1945-1950平均值超过0.6℃。之后温度逐渐下降，回到平均值1960。在此期间，天津冬季气温变化趋势与上海相似，但峰、底点比上海提前数年到达，且幅度也较大；香港的曲线波动的波峰和波谷点比上海的要慢，要小。上海的气候在0.5到1℃之间波动了80多年。这种摆动直接影响动植物的生产，间接控制病虫害的发生，影响农业经营和农业生产。

中国近80年的气温变化影响了天山雪线和冰川进退。根据中国科学院冰川队的调查，证明在1910至1960这五十年间，由于气温上升，天山雪线上升了四五十米，西部的冰舌后退了五百至一千米。东天山的冰舌后退200到400米。与此同时，森林天花板也增加了一点。因为发现有新鲜的冰川沉积，在风化程度、土壤、植被发育等方面明显不同于古代冰川沉积，所以可以认为现在覆盖天山主峰的冰川是历史时代(即1100-1900的寒冷期)的产物，而不是第四纪冰期的残余。

本文可以得出以下初步结论:

(1)中国近五千年的前两千年(即从原始氏族时代的仰韶文化到奴隶社会的安阳殷墟)，年平均气温比现在高2℃左右。一月份的气温比现在高3-5℃左右。

(2)之后有一系列的上下摆动，最低温度分别为公元前1000，公元400，公元1200，公元1700，摆动幅度为1-2℃。

(3)每400 ~ 800年为一个周期，可分为50 ~ 100年的小旋回，温度在0.5 ~ 65438±0℃范围内升降。

(4)在上述循环中，任何最冷期似乎都是从东亚太平洋沿岸开始，冷波动向西扩散到欧洲和非洲的大西洋沿岸，也有由北向南扩散的趋势。

我们比较了公元3世纪以来欧洲和中国的温度波动，发现两地的温度波动是有关联的。在同样的涨跌中，欧洲的波动往往落后于中国。因为一个地方雪线的升降和气温有一定的关系，所以我们的结果和挪威的结果大体一致，但也有一些差异。只是在公元前400年(战国时期)，挪威出现了中国没有的寒冷期。

最近，丹麦哥本哈根大学物理研究所用○的18次方的放射性同位素方法研究了格陵兰岛冰川块体中的冻结温度。过去1700年格陵兰岛的温度波动与本文的结果一致。此外，三千年前中国出现过寒冷期，格陵兰带a的18次方法也得到了同样的反映。

本文主要用物候学的方法来推测古气候的变化。物候学是最古老的气候标志。用χ的18次方与χ的16次方的比值来测定古冰水的古温度是一种现代方法，但两种方法得到的结果大体一致，这也证明了用古史书中所包含的物候资料来研究古气候是一种有效的方法。如果能掌握过去气候变化的规律，肯定有利于未来气候的长期预测。如果能以马列主义、毛泽东思想为指导，充分利用我国丰富的古物候和考古资料，从古气候研究中进行周期性的长期预报，就能得到成果。