《中国历史时期气候变化研究》绪论

第二节 历史气候的概念和定义

  一、气候的概念和定义

  由于农业生产很大程度上依赖气候条件,随着我国古代农业的发展,有关气候的知识已经在不断地积累和总结。《夏小正》是我国最古老的具有历书和农书性质的文献,以十二个月为纲,分月记载各月具有周年变化的自然现象,如星象、气象、物候等。确定这些自然现象的目的,是指导在年内更替变化的农事和政事等人类活动。《吕氏春秋》中记道:“凡农之道,厚之为宝。”《管子》中也记载:“不务天时,则财不生。”可见,到战国时期,人们已经从实践中充分认识到气候对农业生产的重要意义。现在我们通用的二十四节气的完整之名在西汉初年的《淮南子》中已经出现了,到《逸周书.时训解》中又把二十四节气发展成七十二候,至此现代气候一词中的“气”与“候”已经有了明确的概念,即“气”是指节气时段,“候”是节气下的更小时段,五天一候。但在我国古代,“气候”连用主要指的是气象和节令的变化,如南朝刘宋谢灵运的《石壁精舍还湖中作》诗中写道:“昏旦变气候,山水含清辉”,陆游有诗句称“气候今年晚,浓霜始自回”,两者的含义有所不同。早期历史中的“气候”概念已经包含了现代气候定义的一些含义,但这两者并不完全是一回事。

  现代气候(climate)的概念源于西方近代科学技术的发展,climate一词源于拉丁语clima、climat-和希腊语klima。有关气候科学定义的描述很多,但大体上来说,可以分成为两大类,一类认为一地的气候就是该地长时期内天气状态的综合反映,往往侧重于自然景观角度的考虑;另一类认为一地的气候就是多年时期内的大气平均状态,按最新的提法,气候是多年时期内的大气的统计状态。[1]

  在上述两大类的定义中,后一类更高度概括,在目前的使用也更广泛。因为在前一类的定义中首先从天气状态的概念出现,然后才是天气状态的综合而成气候。但什么是天气状态,实是一个貌似简单而实际上很难定义的事情,但这又是在给出气候定义之前必须回答的问题。而后一类的定义没有上述的困难,它直接给出了气候的定义,同时也给出了如何表达气候的方法,即定义中所指的平均状态或统计状态,这可以用气候要素(如气温、降水等)的平均值和统计量来表现。这一定义也同时给出了天气和气候之间的关系,所谓天气是大气过程中的短时状态,而气候是长时段的大气状态,也就是说天气是气候背景上的振动,而气候则是天气的综合反映。因此,这个定义较准确地表达了天气与气候之间的联系和区别,以及气候表达的基本方法。另外气候的统计是在多年时期内的统计,这个时期尺度随气候对象的自然时段变化而变化,如第四纪气候、历史时期气候以及现代气候。由于表达的是不同自然时段的气候,因此有不同的统计时段。世界气象组织规定三十年为整编气候资料的时段长度,它反映的是当前的气候特点,也就是指的现代气候。

  但随着气候研究的发展,上述的定义也显现出明显的缺陷。其一,大量的事实表明,气候在时间的序列上有两重性的概念,即它有稳定性的一面,也有变动(或流动)性的一面,其中变动是绝对的,而稳定是相对的,具体的气候是与一定的时段相联系的,并不存在绝对的气候。因此上述气候的定义并不能包括在超长时期内的气候变动的概念,目前使用较多的另一个概念一一气候变化(climtic change),可以说是对气候变动特性的一个补充。理论上来说气候变化是气候概念的一个子集,实际上不是很严格的概念术语,只是用来表达气候变动特性的一面。其二,除了器测时代的气象记录外,古气候研究中使用的资料都不是气象要素,仅是一种代用资料,尽管能从中折算出某些气象或气候的要素,如从氧同位素推出相应的温度,从物候记载推论季节的平均温度,从树木年轮推算降水量或温度等。这里的转换过程随所用代用资料的不同和方法的差异而千差万别,但通常是谈不上探求天气的状态,因此上述气候的定义无法全部涵盖古气候研究的特殊性。可见既然气候的概念需要包含它变动性的基本特征,而它的定义也应该包含作为气候一个部分的古气候,这点上述定义也是较欠缺的。其三,尽管世界气象组织规定三十年为气候整编的长度,但天气与气候之间还有很大的差距,天气是年内的天气现象和天气过程,超过一年的大气状况就不是天气的尺度了,实际上国际上已经把空间尺度很大的大气过程称为气候尺度,如厄尔尼诺和南方涛动现象,在我国的一些研究中也有类似的提法。此外年际变化是气候中很显著的现象,也是气候研究的基本时间单位,因此一些特殊的年际变化也常常是气候上探讨的问题,如梅雨带的异常等,这些问题不仅仅是天气现象,也不是数十年的资料平均值所能解决的。显然,有关气候的定义问题上还存在一些问题,而上述的气候定义实际可看作是气候的一种经典定义,它代表了现代统计气候的基本概念,但并不包括气候研究的所有内容。

  二、历史气候的概念和定义

  从气候研究的客体对象来说,历史气候是气候问题中的一个部分,因为两者研究的是同一个对象,不过前者注重于现代的气候现象及其成因,而后者探求的是现代以前的气候问题。尽管这样的区分看起来并不困难,但在实际的研究中仍有许多悬而未决而使人困惑的问题。

  首先,气候研究的是单一的自然对象,无论是现代气候还是历史气候都不例外,但问题源于对“历史”的诠解。气候的历史与地球的年龄一样长,自从有了地球的大气后也就有了相应的气候。而如此长的时间上,研究气候的资料来源、手段和方法都有很大的差别。地质时期的气候问题,如震旦纪冰期、第四纪冰期等,沿用的是地质手段,从考察岩层出发,探求当时的气候,因此在地质学上所说的历史气候是指几十万年至几亿年前的气候。而在气象部门,除了近数十年的现代气候外,也常常用过去的器测资料研究过去的气候问题,这些气候问题相对现代气候也是历史的,有时也冠以历史气候,它的时间尺度就只有近百年。在历史地理学研究的领域里,更注重文献记录中的气候问题,这同样称为历史气候,当然是指的人类历史时期。显然不同学科所讲的历史气候无论在空间尺度还是时间尺度上都不是同一个内容,仅仅是历史气候中的一个子集,但它们用的是同一个历史气候的名词,这给读者理解历史气候带来很大的困惑。

  其次,由于历史气候研究中所用的资料大部分不是仪器测量的资料,而是气候的影响在自然界和人类社会活动中保留的遗迹,通过特定学科的研究手段和方法从中提取相应的气候信息,因此这些资料只是一种代用资料。主要的代用资料有冰岩芯、冰川I活动、孢粉序列、树木年轮、湖相沉积、历史文献记载等,这些代用资料适宜的时间尺度和范围是有相重叠的部分。由于各种代用资料的获取和研究手段都不相同,从属不同的学科,因此任何历史气候研究者要试图精通所有的学科和方法是不现实的。在实际工作中所谓历史气候除了在一些大型的研究项目和成果中能够集中不同领域的学者共同探讨外,在一般较小的研究范围中仅仅偏向某一个学科,此时所说的历史气候又隐含有不同学科手段和资料来源的含义,只是历史气候的一个侧面,而不是全部的内容。当然由于资料来源不同,具体研究方法的差异就是在历史文献基础上也是存在的,竺可桢先生曾把五千年来的中国气候划分为考古时期、物候时期、方志时期和仪器观测时期,[2]就是表明各个时期历史气候的资料侧重点。

  从上述讨论可知,历史气候的概念和含义也是一个相对笼统的概念,在使用中常常有不同的差别。无论从时段的划分和资料背景的基础上,都可以进一步地划分而准确定义,以减少在专业术语上的?昆乱.但这个问题不是本书就可以解决的,这里姑且不论,下面仅探讨一些建立在历史地理学科上的历史气候的概念问题。

  在历史地理研究中通常谈到的历史气候与其他学科所谈的历史气候有一定的差别。当然所谓的历史气候是相对于现代气候而言,即已经消失了的气候现象,这在前面已经谈论过。作为一个研究的对象客体,它与其他学科没有很大的分别,因此它主要的特征表现在对历史的诠解上。所谓的历史有两个含义。其一,这个历史是指人类的历史时期,不是指其他自然界的历史,这是由历史地理这个学科所决定的,历史地理中的历史气候没有必要,也不可能去另外定义一个其他的历史或历史时期。它的上沿至少应该从新石器时代开始,这在几位前辈的论述中已经有了充分的考虑,这里没有必要再展开。但需要指出的是,在文字记载以前的历史气候信息来源已经不是历史地理学的所长。当然需要野外考察和调查,获取实际资料和充分理解其他资料的背景,但绝不是具体分析树木年轮或测量孢粉样品,因为这些内容不是用历史地理拥有的研究手段所能解决。其二,这个历史气候或历史时期气候研究对象的资料载体主要是历史文献记载,这是一个基本的手段和信息来源,失去了这个手段,那么在历史地理中也就没有必要再存在历史气候的研究。因此,依靠历史文献记载和充分提取历史气候信息是历史地理学中历史气候研究的本分和特色,也是区别其他历史气候的一个关键的地方。当然这里强调历史文献资料的重要意义,并不是否定其他来源资料的参考、运用和获得,但毕竟不是主要的和第一手的内容。显然在历史地理中谈论历史气候有它的特定含义,为了与一般所论的历史气候区别,可以称之为历史时期气候,当然在不涉及概念定义的前提下也可简称为历史气候,但此中的差别每一个研究历史时期气候的学者都应该有明确的概念。

注释:

[1]张家诚、林之光:《中国气候》,上海科学技术出版社1985年版。

[2]竺可桢:《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,载《考古学报》1972年1期。

  

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