竺可楨曲線：揭秘中國近5000年氣候變遷

邵鵬程

中國近5000年氣溫變化示意圖（制圖/王美麗 數(shù)據(jù)來源/竺可楨《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》）

竺可楨（1890年—1974年），中國近代氣象學(xué)家、地理學(xué)家、教育家，中國近代地理學(xué)和氣象學(xué)的奠基人。

他十分重視對于物候（指生物長期適應(yīng)光照、降水、溫度等條件的周期性變化，形成與此相適應(yīng)的生長發(fā)育節(jié)律）的觀察記錄，直到1974年逝世的前一天，他依然在觀察并記錄物候和天氣。

他從浩瀚的古籍典藏中尋找物候變遷的信息，創(chuàng)立了自成一派的研究氣候變化規(guī)律的方法。他所繪制的神秘曲線被稱為竺可楨曲線。

研究人員通過尋找古氣候的“蛛絲馬跡”，古為今用，可以掌握和揭示氣候變化的規(guī)律。

從20世紀(jì)20年代末開始，竺可楨用數(shù)十年時(shí)間，查閱了《禮記》《詩經(jīng)》《左傳》《呂氏春秋》《史記》《齊民要術(shù)》等大量的古籍、歷史文獻(xiàn)，相繼發(fā)表了一系列探索歷史氣候演變規(guī)律的文章，將中國近5000年氣溫變化制成了一張清晰、簡明的曲線圖——竺可楨曲線。

1972年， 竺可楨在《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》一文中提出：“在近五千年中的最初二千年，即從仰韶文化到安陽殷墟時(shí)代，年平均溫度比現(xiàn)在高2攝氏度左右；在那以后，有1～2攝氏度的上下擺動(dòng)；寒冷時(shí)期出現(xiàn)在公元前1000年（殷末周初）、公元400年（東晉）、公元1200年（南宋）和公元1700年（明末清初）時(shí)代；漢唐兩代則是比較溫暖的時(shí)期。”

幾十年后，外國科學(xué)家通過研究格陵蘭島原始冰川樣本中的含氧量，得到了格陵蘭島氣溫升降圖，即格陵蘭島曲線。令人震驚的是，遠(yuǎn)隔萬里的兩項(xiàng)研究，得出的曲線竟然高度重合。

竺可楨說過：“一個(gè)地方的氣候變化，一定會(huì)影響植物和動(dòng)物種類，只是植物結(jié)構(gòu)比較脆弱，所以較難保存；但另一方面，植物不像動(dòng)物能移動(dòng)，因而作氣候變化的標(biāo)志或比動(dòng)物化石更為有效。”

讓我們從動(dòng)植物的角度出發(fā)，來了解古代中國氣候變化。

現(xiàn)在，陜西省西安市屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為10.5攝氏度。而西安浐河?xùn)|岸的半坡遺址（距今6700～6000年），卻發(fā)掘出麞（zhāng）、竹鼠等亞熱帶動(dòng)物骨骼化石。

大象南遷示意圖。后期更多的考古發(fā)現(xiàn)以及對中國典籍中出現(xiàn)的大象的研究都表明，大象在過去的幾千年中不斷向南遷徙，有專家推測是氣候變化導(dǎo)致這一現(xiàn)象的發(fā)生（繪圖/ 魏欣）

河南省安陽市也屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，在這里發(fā)現(xiàn)的殷墟王陵遺址（距今3000多年），除了有水麞和竹鼠外，還有獏、象、水牛和野豬等動(dòng)物骨骼化石。

河南省簡稱“ 豫”， 仿佛一個(gè)人牽了一頭大象。這也印證了，在3000多年前， 這種熱帶、亞熱帶典型的大型動(dòng)物，曾在河南“常駐”。

由此可推斷，在那段時(shí)期內(nèi)，西安、河南的氣候比現(xiàn)在要溫暖、潮濕。

梅樹和竹子都是主要生長在亞熱帶的植物。周朝建立時(shí)，國都設(shè)在西安附近的鎬京（位于黃河流域），當(dāng)時(shí)，官方文件先記載于青銅器上，后寫于竹簡上，由此可以推測周朝初期的氣候溫暖，使得竹類能在黃河流域廣泛生長。中國的許多漢字都以“竹”為頭，可以想象當(dāng)時(shí)竹類在人民日常生活中起到了顯著的作用。

在春秋時(shí)期，竹子和梅樹成為了《左傳》和《詩經(jīng)》中的“常客”。在《詩經(jīng)·秦風(fēng)》中有“終南何有？有條有梅”的詩句，意為：終南山上有什么？有堅(jiān)硬的山楸和艷麗的野梅。梅樹的果實(shí)——梅子，作為像鹽一樣的調(diào)味品，走進(jìn)百姓家中。終南山在陜西省西安市南部，現(xiàn)在那里無論是野生的還是人工種植的梅樹都已經(jīng)沒有了。這說明春秋時(shí)期的氣候比現(xiàn)在要溫暖。

漢代的司馬遷在《史記·貨殖傳》中描寫了當(dāng)時(shí)作物的地理分布：“蜀漢江陵千樹橘，陳夏千畝漆，齊魯千畝桑麻，渭川千畝竹。”渭川是黃河最大的支流，漢代時(shí)期竹子曾在此處大量種植，由此也說明了當(dāng)時(shí)氣候的溫暖。

而到了宋朝， 詩人王安石（1021年—1086年） 在《紅梅》一詩中寫道：“春半花才發(fā)，多應(yīng)不奈寒。北人初未識(shí)，渾作杏花看。”意思是，初春梅花開放，不能忍耐寒冷，北方人沒有見過梅花，還以為這是杏花。這也是當(dāng)時(shí)氣候寒冷的標(biāo)志。

元朝初期（公元1268 年—1292年），西安重新設(shè)立竹監(jiān)司（當(dāng)時(shí)管理竹園的機(jī)構(gòu)），而這是氣候轉(zhuǎn)暖的結(jié)果。

除了利用歷史文獻(xiàn)中關(guān)于氣候變化的記載之外，還有許多研究古氣候的方法。例如，生物學(xué)方法、地質(zhì)學(xué)方法、冰川學(xué)方法以及礦物分析法。

生物學(xué)方法是指通過分析古生物化石來研究氣候變遷。每種生物適宜生長的環(huán)境有所不同（例如，有些適宜在溫暖潮濕的地方生長、有些適宜在干旱的地方生長），它們的生存范圍、分布區(qū)域及其隨時(shí)間的變化，可以作為古氣候研究的極好證據(jù)。

地質(zhì)學(xué)方法則是通過對不同地點(diǎn)和不同時(shí)期地層沉積相（沉積物的生成環(huán)境、生成條件和其特征的總和）變化的研究來推測沉積環(huán)境，并與現(xiàn)代的氣候條件比較。例如，可以通過分析黃土中粉塵顆粒的大小，來確定當(dāng)時(shí)的風(fēng)速和氣候干燥程度。

冰川學(xué)方法常用的冰芯具有保真性強(qiáng)（低溫環(huán)境）、信息量大、分辨率高、時(shí)間尺度長的特點(diǎn)，堪稱“無字的環(huán)境密碼檔案庫”。其原理是根據(jù)同位素含量來推算古代溫度。例如氧同位素分析法，氧-16比較輕，水中含量高說明氣候寒冷；氧-18比較重，水中含量高說明氣候溫暖。

礦物分析法即通過對巖石、礦物的分析研究來確定古氣候的變化。例如，如果地層中有煤層，就可推斷當(dāng)時(shí)氣候濕潤；如果有珊瑚化石，當(dāng)時(shí)可能為熱帶海洋氣候。

竺可楨曲線將中國歷史長河中的朝代更替與氣候變化巧妙地銜接起來，更加凸顯出華夏文明的源遠(yuǎn)流長、連綿賡（gēng）續(xù)。

（責(zé)任編輯/張麗靜 美術(shù)編輯/周游）

梅樹主要生長在亞熱帶，春秋時(shí)期，能生長于陜西省境內(nèi)，說明當(dāng)時(shí)氣候溫暖

竹子主要生長在亞熱帶，周朝時(shí)，能生長于黃河流域，說明當(dāng)時(shí)氣候溫暖