许静华气候.docx

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许静华气候

说明：

这是许靖华1998年的文章，文章的下世纪指的就是本世纪。

                太阳、气候、饥荒与民族大迁移

                                   许靖华

    新闻媒介大肆渲染全球变暖的灾难即将来临.变暖被视为工业产生的二氧化碳的温室效

应的必然结果.国际科学联合理事会中的权威人士已经充分认识到了这一点,因此,他们已经

启动了一项旨在研究地球变暖的项目作为国际地圈和生物圈计划的第一优先项目.社会经济

学家召开了国际会议,并提出决议:

到本世纪末应将化石燃料消费减少25%.政治家们聚集

巴西起草了里约热内卢宪章,向不可避免的气候变暖开战.欧洲国家政府正采取积极措施,考

虑征收一种新的二氧化碳税.

    尽管如此,科学界本身对此问题还没达成一致的看法.有两个学术派别:

温室效应和全球

变暖预测主要是基于有关化石燃料的燃烧对全球温度影响的计算机模拟;他们的对方则更强

调蒸发与降水的作用,并认为由于温室效应引起的温度升高将导致增加全球云层的覆盖,并使

极区降雪增加,从而最终导致全球变冷.

　　然而,地球4000Ma的历史表明,全球温度与大气中的二氧化碳含量有明显的关系:

长期

的温室气体的影响已使全球变暖[1].过去150年的温度记录表明,由于化石燃料的燃烧,引起

大气中二氧化碳的含量不断增加,全球有变暖趋势（见IPCC第1和2次《气候变化评估报

告》）.尽管大气中二氧化碳含量仍在不断增加,但这种趋势被寒冷期中断了3次（最近一次寒

冷期在60年代末70年代初）.因此,温度变化记录与温室气体含量变化并不完全一致;反而,

Friss2Christensen和Lassen[2]发现平均温度与太阳活动的变化有密切的关系.　从上世纪以来确实有全球变暖趋势,但在没有化石燃料的时候也发生了全球变暖.在过去4000a里有4次小冰期,最后一次小冰期刚结束不久.每次寒冷期结束后的全球变暖是一种自然现象.在这里我不想探讨全球变暖是否会发生,不管我们燃烧更多或更少的化石燃料,全球变暖都会发生.我所做的是研究历史记录来考察过去几个暖气候时期的影响.对于人类,全球变暖是灾难,或全球变冷是更大的灾难?

    我和我的同事过去30年来一直在瑞士联邦技术研究院湖沼地质实验室从事古气候研究.

通过与欧洲、亚洲、南美、北美的同行合作研究,我们形成了一个全球性的观点.我们的数据表

明,自大约10ka以前的冰川融化期（Deglaciation）以来,存在全球变暖时期和变冷时期的交

替.全球温度变化对地区降水有可预见的影响.在温暖时期,中低纬度温带大陆（如地中海沿

岸国家）变得更湿润,而高纬度国家（如北欧）变得更干燥.在寒冷时期,情况正好相反.

全球变暖在文明史上给欧洲、亚洲和北美带来过繁荣的年代,与这些年代相交替的是全球

变冷所带来的饥荒与流行病年代.在历史上的小冰期时期,寒冷与干旱的气候造成农业减

产[3,4],从而导致了历史上的民族大迁移[5].这种气候准周期性变化的周期大约为1200a,我将提出证据来说明这种周期与太阳活动有关.此文的目的是提出一些问题以帮助引导目前从

事全球变化的研究:

气候怎样变化和它们对欧洲文明有怎样的影响?

什么是气候变化的主要

原因?

如果我们希望减轻那些不可避免的短期自然灾害的影响,我们应该强调哪些研究?

    经过3年的研究,我发现从新石器时代到小冰期时代,在这人类社会经济主要依靠农业生

产的年代里,人类文明的兴衰与气候变化有一定关系.从而形成了我的气候理论,它可以作为

一种假说,帮助历史学家研究气候记录.

    我很高兴获悉,中国的有些科学家不仅对我的文章作了研究,而且中国科学家正建议开展

一个项目,系统研究中国历史记载中的气候变化[6].

    1　后冰川气候

    在最近的2Ma间,地球经历了许多大陆冰川时期.在最近一次冰川时代,北美的一半、

斯堪的纳维亚的全部以及欧洲的大部被大陆冰层所覆盖.在大约18000a前冰层达到最大范

围后,冰层开始快速后退.后冰川时代大约开始于16000或15000a前.自丹麦从冰层覆盖

中解放出来以后不久,一种多瓣木属的八瓣高山花（Octopelladryas,简称OD）出现在退却冰

川的边缘.这种白色的小花现在仍然可在阿尔卑斯山脉的草地上发现.这种花的出现表明那

时北欧低洼地的气候与现在海拔2000～3000m的瑞士阿尔卑斯山的气候相似.科学家称此

后冰川气候的第一阶段为老仙女木时期（OldDryasStage）.

    在随后的几千年里,气候逐渐变暖.在欧洲,针叶林替代了苔原,随后落叶树木替代了常

青植物,形成“混合森林”.全球气候变得不是比今天的气候更温和,就是与今天的气候一样温

和.然而大约11000a前,冰川突然重现[7],高山花OD回到丹麦,这一段比较短暂的插曲称

作新仙女木时期（YoungerDryasStage）.但是几百年以后,寒冷正如它迅速出现一样也迅速

消失.一个叫做“全新世”的时期于10500a前开始,自那以后,全球气候总的来说是暖和的.

在全新世早期,全球气候比较温和,这段时间也叫做气候最适度时期或热带雨林时期[8].全

新世的后半期比较寒冷.

    最近几千年的全球气候被认为是稳定的.新闻宣传给人们造成一种印象,即过去几千年

里全球温度变化不大,直到最近才由于工业燃烧化石燃料带来的温室效应而急剧升高.确实,

在历史上全球平均温度1～2℃的变化似乎并不大.但这样的平均掩盖了局部温度的较大变

化.北欧一个寒冷的春天可能并不影响当年的全球平均温度记录,但它所带来的耕种期推迟

必将影响秋天的收成.中国年平均温度1～2℃的变化看起来并不大,但因为降雨分布的变化

带来的长期干旱对农业生产的影响却是灾难性的.所以尽管在过去几千年里有一种准周期

性,寒冷与温暖时期的交替变化并未在自然历史上留下明显的记载.但温度的细小变化已经

对人类文明的命运产生了巨大影响.我首先在历史记载中确认出了小冰期和小气候最适期,

然后在古气候记录中找到了证据,最后在天文记录中找到了这种周期性的原因.

    2　撒哈拉的沙漠化和山脉冰川的返回

    人类文明历史上第一次重要的全球变化是不是从气候最适期到全新世后期的突然变冷?

    这种寒冷最早在5200a前来到北部地区[9].后来在约4000a前,在欧洲、北非、近东、远东、美洲同步发生了气候变冷.这标志着气候最适期的结束和后新世的开始.从那以后,气候再

也没有原来暖和了.在最近的4000a间,存在全球变暖和变冷的3次周期性交替[5].

    在气候最适期,阿尔卑斯山很少有冰川.阿尔卑斯冰川在5300a前第一次出现,埋葬了

Tirolian阿尔卑斯山的“雪中人”[10],但直到4000a前的下一次小冰期山脉冰川才大面积扩

展.后全新世的开始表现为季候泥开始在阿尔卑斯山区湖中沉积.

    最近4000a里全球气候再也没有像全新世那样温暖,但也不是持续变冷,这种趋势经常

中断[5].经常有持续约600a的较冷期出现,人们把它们方便地叫做小冰期.也有持续600a

的温暖期,叫做小气候最适期或小最适期.这种显然随机事件的交替出现叫做约瑟夫效应（源

自圣经记载,在约瑟夫逗留埃及期间7年丰年与7年荒年交替出现）[11].最近的一次小冰期,

就是指的在1280～1820aBP间出现的众多较冷的年份.最近的全球变暖只说明我们又进入

了一次小气候最适期.

    后全新世初期冰川来到阿尔卑斯山之前,中低纬度的北非、中东和亚洲气候温暖又湿润.

在距今4000～9500a前的潮湿期,在马里及附近地区有很多大淡水湖,当然这期间也有一些

寒冷干燥的年份.在温暖时期撒哈拉地区曾有足够的降雨来充满这些淡水湖.鱼群从尼日尔

河和塞内加尔海岸游到这些湖中.克罗马农人在全新世早期来到撒哈拉的马里,当时撒哈拉

是横亘在北非和热带非洲之间的广阔而充满生机的土地.他们在距今7000～8000a间画的

岩画,描述了猎人追逐大象、犀牛、野牛、河马、羚羊和长颈鹿的场面.那时冰川时期已结束,气

候比今天还温暖,海平面从冰川时期的较低水平急剧升到今天的高度[12].古代新石器时代的

艺术比更近的一些年代更丰富、更有表现力,这说明当时有更多的人口和更好的生态条件.

    全球温度变化对地区降雨模式也有巨大影响.距今5200a前的寒冷期造成了沙漠延伸,

环境的恶化把猎人和动物都赶到了埃及的冲积平原,在那里农业文明开始发展[13].距今

4000a前[14],撒哈拉的淡水湖全部干涸,撒哈拉文明结束了,这与冰川在阿尔卑斯山的扩张

几乎同时.距今4000a前的几个世纪构成了后全新世的第一次小冰期.

    在近东,全新世早期温和湿润的气候也曾盛行.我去过内盖夫沙漠边缘的CanaaniteCity

Arad,该城在青铜器时代早期曾是有几千居民的定居地[15].该定居地是突然被放弃的,并没

有战争破坏的迹象.最符合逻辑的解释是日益干旱的结果使供水短缺而造成大规模移民.

东其他许多青铜器时代废弃的定居地也几乎是在同一时间（公元前三世纪末）被放弃的.

    Weiss等人[16]在1993年描述了美索布达米亚文明的起源、发展和衰落.在几世纪的城市生活之后,灾难来临了:

公元前2200年,严重的干旱使土地利用条件恶化.寒冷干燥的气候导致美

索不达米亚北部的定居点被遗弃,以及南部Akkadian帝国的崩溃.相邻地区,如印度河流域

和埃及,文明的崩溃也几乎发生在同时,这说明了气候变化的影响面之广.

    在中欧,公元前2000年的小冰期有不同的记载.气候变冷不是带来干旱,而是引起了降

水增加,寒冷潮湿的气候导致阿尔卑斯山冰川延伸.在这之前的青铜器时代中期,中欧的前阿

尔卑斯湖畔居民已习惯于温暖和干燥的气候,在低地湖畔建立了村庄.当寒冷潮湿气候来临

时,湖畔居民不得不放弃由于湖的水位提高而被淹没的家园.例如,苏黎世湖岸边的村庄大约

在公元前2400年被放弃,直到公元前1600年的800a间都没有人居住[17].

    公元前2000年左右的全球变冷给北部欧洲带来了寒冷湿润的夏天.在那之前,养牛业曾

给北方的巨石器王国带来繁荣[18].但寒冷气候到来,气候过分寒冷潮湿,养牛所需干草供应

不足.所以德国北部和斯堪的纳维亚南部的印欧人不得不迁移.他们带着陶器和战斧,到达

俄罗斯南部,从那里又去东南欧、安纳托利亚半岛、波斯、印度甚至到中国的西北部[19,20].

    古气候学研究还表明,在远东从全新世早期气候最适期到后全新世温和气候的转变也发

生在公元前3世纪末.全球变冷在中纬度地区造成干旱[21].与第一次冷期到达华北与华中

的同时,撒哈拉的湖泊干枯了,Akkadian帝国崩溃了,阿尔卑斯山冰川开始延伸,中欧湖畔居

民的家园开始被水淹没,印欧人开始离开他们德国北部的家乡.但这种气候变化的影响,在中

国历史上并不严重.中国的历史记载,当传说中的黄帝大约公元前3000年在中国统治的时

候,桑树在大象和犀牛漫游的华北平原生长.所以幅度较小的温度降低不一定会造成危机.

    3　黑暗时代的小冰期

    在公元前2世纪,曾恢复了温暖潮湿的气候.历史与考古研究表明,青铜时代晚期近东的

农业经济相当繁荣,正如保存在死海沉积物中的花粉记录所表明的那样.在这段温暖时期结

束、铁器时代开始时,小冰期到来.有很多证据表明（如在死海淤泥沉积到盐沉淀的变化[22]）,

全球变冷使中东变得更干旱[22],对农业很不利.在这个时期,赫梯帝国灭亡了,迈锡尼衰落

了,黑暗时代来到中东.黑暗时代从公元前1000年起一直持续了两个世纪[23].

    在欧洲,有证据表明在青铜时代晚期结束时有严重的变冷趋势.在高纬度地区,伴随温度

降低的是降水的增加.阿尔卑斯山的冰川再次扩张,湖的水位上升.在公元前800年左

右[17],苏黎世湖畔的居民不得不又一次放弃他们的家园.同时,树线回缩,混合林里的阔叶树

被针叶树代替.盐矿被放弃,商业缩减[24].

    公元前2世纪末,全球变冷趋势也到达中国.在此之前,华北和华中地区的气候既暖和又

湿润.在公元前1000～800年间,有许多寒冷干燥的年份.在最后4个西周皇帝厉王、宣王、

幽王、平王统治期间,干旱与饥荒经常发生.国内暴乱削弱了实力,外族侵略迫使平王放弃西

安,于公元前771年迁都至洛阳,东周王朝开始.

    4　公元初几个世纪的民族大迁移

    气候从寒冷干燥向温暖潮湿转变,罗马时代在地中海地区出现了小气候最适期.在黑暗时代之后[13],希腊的城邦繁荣起来.罗马城于公元前753年建立了.

    在中欧,公元前5世纪末的气候改善为铁器时代晚期的凯尔特人（CelticLaTene）文明向

中西欧发展提供了机会;最后来的湖畔居民在废弃的城址上再建了村庄.

    在小气候最适期,日尔曼农民在北欧的波罗的海沿岸建立家园.如果说恺撒时代的瑞士

人大迁移是因为歉收和饥荒的话,则寒冷年份早在公元前1世纪就到来了[5].在公元初几个

世纪,气候进一步恶化,引起了更大的饥荒:

一个又一个日尔曼部落离开他们在德国北部的家

园.通过对中欧树的年轮、雪线和冰川的研究表明,在公元3世纪末结束了气候的恶化.对格

陵兰岛冰核的同位素鉴定表明,在随后的两个世纪气候发生波动,而最寒冷的年份就是发生日

尔曼民族大迁移的4世纪末到6世纪初[6].

    中国的历史记载也表明,在春秋战国时期（公元前722～221年）是小气候最适期.稻谷,

这种华南主要作物,当时在山东、河南、河北这些现在以寒冷和干旱出名的省份种植.据孔子

学说历史记载[25],由于当时北方大多数冬天温暖无雪,稻谷能在北方生长.在秦和西汉年间

（公元前221～29年）,气候继续暖和湿润.在塔克拉玛干沙漠边缘的丝绸之路上的定居地就

是在这些暖和湿润的年代建立起来的.

    中国第一次向较冷气候的转变发生在公元前后.王莽是一个有能力的统治者,但当寒冷

与干旱引起大面积的饥荒时,他强有力的政府也不能阻止农民起义.在东汉王朝期间,很少有

和平和繁荣.气候继续明显恶化,纷乱最终导致了汉王朝崩溃.

    在公元3世纪末期,极端寒冷和干燥的气候降临华中.晋王朝统治期间发生了最严重的

干旱:

在281～290年十年间,一直持续干旱,在309年即晋怀帝永嘉三年达到灾难的顶峰.历

史学家记述那时的“江、汉、河、洛”都干枯了,以致人们可以徒步涉过[25].学者对引用刘昭民一书结果有不同看法.

    5　中世纪气候最适期、北欧海盗和成吉思汗时期

在北欧海盗年代（公元900～1300年）欧洲享受了持续温暖的气候.在斯堪的纳维亚半

岛,用于种植的土地和用于放牧的草地扩展到北极圈以北,树线甚至延伸到更高的纬度.格陵

兰岛冰核的Dansgaard同位素记录显示气候变暖从7世纪开始,并在10～12世纪达到高峰.

来自树木年轮的证据表明,在较热气候年份,中欧和北欧的降水量下降了.高气压、晴朗的天

气在英国、德国和斯堪的纳维亚盛行,这些地方10世纪的大部分夏天都是温暖干燥的[13].

    在6世纪末中国再次统一之后,隋、唐和宋初又是繁荣时期.中国这段繁荣年代总体来说

是暖和的400a（公元600～965年）.但稻田和竹林并未回到黄河流域;大象和犀牛迁移并留

在南方.气候显然并不是最适宜:

经常有发生了暴雪,庄稼严重歉收,有人冻饿致死的记载.

在中世纪气候最适期,随着全球变暖,很多沙漠变成了绿洲.温度上升带来降水增加,中

国新疆塔克拉玛干沙漠边缘的丝绸之路上的汉朝古城被重建.10世纪在宁夏建立的伟大的

西夏王国现在已是一片沙漠.沙漠的绿洲化为亚洲北部游牧民族的强大提供了经济基础.西

夏、辽和金都在军事上战胜过宋朝.突厥人在11世纪西迁,并在安纳托利亚半岛东部定居.

最后,蒙古的人口急剧增长,为成吉思汗的征服提供了人力.

    6　小冰期、三十年战争和明朝的衰落

    在15世纪至19世纪中叶的小冰期,北欧国家经历了许多寒冷和风雨交加的冬天.英格兰中部在公元1500～1650年间冬天平均温度比现在低115℃.寒冷潮湿的夏天和短暂的耕

种季节使得畜牧和农业都很困难.17世纪的最后十年特别地冷,瑞士中部（海拔900m）的山

丘直到5月份还被雪覆盖[26].阿尔卑斯山冰川又一次扩张,一直延伸到海拔2000m的草

地.大约在北欧三十年战争（ThirtyYearWar）期间,气候异常寒冷.饥荒和流行病使日尔曼

人口从1600万减少到700万.

    远东地区也没能逃过全球变冷的冲击.17世纪初明朝末年华中地区又冷又干.最后两

位皇帝天启和崇祯统治期间出现了最恶劣气候.在40多年里（1601～1644年）,历史学家记

载了两次“八年大旱”,即连续八年的严重干旱.在河南,据记载在整整三年里未下过一滴

雨[25],饥饿的农民发动了起义.

    气候变暖的迹象在公元1700年后到来,但温度升高并不稳定.还是有很多寒冷的年份:

例如,1769～1771年间异常的寒冷和潮湿[26].19世纪的第二个十年也是全球极端寒冷时期,

那时拿破仑在俄罗斯遭到失败,英格兰的气候与小冰期的最恶劣气候相近[13].

    在19世纪上半叶,小冰期突然结束,最近一次变暖的趋势在中国和欧洲开始.20世纪是

一个全球变暖的世纪,在40年代达到气候最适宜时期.60年代和70年代的寒冷期中断了气

候变暖,但80年代和90年代气候又继续变暖.高山冰川一直在后退,如果变暖的趋势继续下

去,它们将可能迅速消失.全球平均温度的迅速升高引起了敏感的人们的警觉.但我们不应

该忘记这样一个事实:

我们刚从一次小冰期走出来,全球变暖已经到来,不管我们燃不燃烧化

石燃料,全球总会越来越温暖的.

    7　气候、饥荒和民族大迁移

    儒略·恺撒在其《高卢战争评述》中,描述了印欧大陆的民族大迁移.公元前58年3月,

2613万瑞士男女老幼和大约10万凯尔特人穿越侏罗山脉“,入侵”法国,恺撒拒绝这些人进入

法国,最后在Bibracte附近击败了他们.据称剩下的13万幸存者回到了瑞士.然而,考古挖

掘发现了长方形民居、寺庙、铁器和青铜器作坊及瓷器等遗物.很多人并不愿返回家乡,他们

在法国建立了一个新的殖民地.

   为什么他们要离开瑞士,是否迫不得已?

   恺撒没有告诉我们.历史学家给了我们一个通常的解释,即瑞士人因为受到他们日尔曼

邻居的残酷压迫而决定向高卢西部迁移.但这种解释是无根据的.“残酷压迫”的日尔曼人直

到几个世纪后才来,而且与背井离乡去抗击军事强国罗马相比,瑞士人更容易阻止越过莱茵河

的入侵者以保卫自己的家园.

    民族大迁移并不少见,历史学家大都认为是战争造成了民族大迁移.我的理论是,人们因

为饥饿而迁移.最近就发生了这样的事情:

1996年11月末,大约60万卢旺达胡图族男女老

幼在约一周内从扎伊尔东部迁移到卢旺达.当然确实发生了战争,但那些坚持战斗的人留在

了难民营里.离开的人是因为在难民营里非常饥饿,他们要回到家乡过更好的日子.古代的

民族有很大的流动性.由于家乡遍是饥饿和疾病,人们移居是为了寻找更好的生活,而不是制

造战争或逃离战争.与其在家乡因为饥饿和疾病而死,人们不如迁移.我试图用这种饥荒理

论来解释历史上的几次民族大迁移.

    711　印欧人的第一次消散和新疆五堡人的到来

    学者们提出了论据从考古学、语言学和地理学上支持这样一种理论:

在公元前2000年以

前,印欧人居住在欧洲更北的地方.很多19世纪的德国语言学家根据在不同的印欧语系语言

中找到共同词汇,认为德国北部和斯堪的纳维亚南部是印欧人的发源地[19].不幸的是,这个

观点被希特勒用来证明其雅利安人种优越性的理论.所以这种观点被学者们所摈弃,因为它

在政治上是不正确的.

    在1943年第二次世界大战最激烈的时候,StuartMann[27]在一家英国杂志上发表文章,呼

吁大家接受这种科学的正确解释.他注意到在所有的印欧语言中都有数千个类似的词汇,例

如:

狼、鹿、麋、大马哈鱼、鸭、乌龟、河狸、海豹、老鼠、松鼠、黄蜂、狗、绵羊、山羊、母猪、公牛、马、白桦树、山毛榉、白杨树、橡树、榆树、苹果、森林覆盖的山、荒地、小米、黑麦、谷物、门、马车、轮子、斧子、车轭、马鞍、杯子、针、纺纱、犁地、播种、收割、复活节、圣诞节等.

    他支持他的德国同行的结论.最早的印欧人驯化狗,养牛和猪,播种并收获小米和黑麦.

他们会捕鱼、追猎陆上的野兽和海里的海豹.他们会骑马、驾牛车,妇女会织布和缝纫.他们

住在森林边缘,住有门的房子,并在复活节和圣诞节举行庆典.

    这一观点把一些地区排除在印欧人起源地之外.不列颠群岛、北斯堪的纳维亚、北俄罗

斯、高加索和大部分地中海地区都被排除在外,因为这些地方没有河狸和松鼠.北斯堪的纳维

亚和北俄罗斯位置太北,苹果树、橡树、谷类作物都不能生长,所以也被排除.俄罗斯大平原也

不像是起源地,因为那里没有荒地和森林,而且那些流向黑海的河里也没有大马哈鱼.因为胡

桃树和葡萄树并不在这些词汇中,所以南欧、法国大部、德国南部和中部也不大可能是印欧人

的起源地.所以没有排除的只有波罗的海沿岸国家,包括德国和波兰北部、波罗的海国家、瑞

典南部和挪威、丹麦.

    印欧民族的第一次大迁移发生在公元前2000年前后的几个世纪,他们迁往南俄罗斯、希

腊、安纳托利亚、伊朗和印度.公元前2000年左右,赫梯人入侵了安纳托利亚.在公元前18

世纪以前,印度伊朗人进入波斯并自封为统治者.而雅利安人入侵印度次大陆可能晚到公元

前1500年,那是在印度河流域文明衰落很久之后.

    在一个世纪以前,人们就知道在中国西北曾出现过一个印欧民族;在敦煌莫高窟里,8世

纪的吐穴罗人留下了他们的文字.奇怪的是,这些印欧人所说的语言不像波斯语,而更像德

语.他们是谁:

为什么要来新疆?

    在中国新疆发现大量的印欧人木乃伊后[28,29],我们对印欧人的起源地和第一次消散时间

的认识有了很大进展.这些尸体身着华丽多彩的羊毛织品、毛毡、皮鞋,有些还有皮外套.他

们具有明显的欧洲人的特征,长鼻、深目、金色或浅棕色头发等.男人都留大胡子,女人都留辫

子.通过地层学和考古学及14C鉴定,来自罗布泊岸边的楼兰古国的女人和儿童木乃伊及随

葬品历史可追溯到公元前2000年.从这些坟墓中发现了大量物品,包括日常生活用品,如梳

子、针、碗、锅、钩、马辔头