未来气候变迁：人间寒暑几度

二、人间几度寒暑：未来的气候变迁

近年来，华北地区的夏天持续高温，黑龙江经历了少有的暖冬，南方出现了新的“火炉”城市，上海等地已多年不见积雪。不仅中国如此，整个地球似乎都在变暖。据统计，本世纪以来，全球气温平均上升了0．6℃，90年代的平均气温是有气温纪录的140年来的最高点。

一些科学家预测：如果照这样的速度发展下去，到21世纪末，全球平均气温将比现在再上升1℃-3℃。这样大幅度的升温自然会引起自然环境一系列的变化，给人类社会造成巨大的影响。

当然也有不同的声音，即使是有关地球正在变暖的数据，不同的来源也有很大的差异，更不用说是对未来的预测了。有的科学家指出，关于地球变暖的预测是出于电脑的计算，而所输入的数据与地球各地的实际有很大的差异，所以结果并不可信。最近更有科学家作出完全相反的惊人预言：尽管近年来地球上的气温在升高，但已接近这个周期的顶点，接着就将转入一个越来越冷的寒冷时期。

那么，地球究竟会不会越变越暖？

(一)人间几度寒暑

由于古代没有进行过科学的气候观测，没有直接的数据可以利用，要了解古代的气候变化，只能通过研究留下的文献记载、进行实地或实物考察，才能复原出当时的平均气温。由于中国拥有世界上最丰富的古代文献，加上大量考古发掘和实地考察的结果，使我们有可能对近五六千年来的气候变化作出大致的描述。根据已故著名地理学家竺可桢和其他科学家的研究成果，我们发现，在中国范围内原来已经有过几度凉热。

目前最早的文字甲骨文记载的是3000多年前的情况，在此以前的情况就只能通过文字以外的途径来复原了。动物和植物的大面积自然分布需要有一定的气候条件，所以如果了解了一定的阶段中动植物的分布状况，就可以推测当时当地的气温高低和干湿状况。当时的动植物当然不可能保留到今天，但可以通过发掘在地下埋藏的动物遗骸、化石或植物的残存物来确定。

植物的孢子花粉能够在地下长期保存，不同时期的成片的植物会在地下不同的层次留下一层孢子花粉。成层分布的孢子花粉可以代表大面积的植被分布，所以对孢子花粉分析是复原古代植被的有效手段。

但在确定动物或植物的年代方面，碳﹣14测定具有更大的准确性。碳﹣14测定的基本原理是：宇宙射线同地球大气发生作用产生中子，中子同大气层中的氮(氮﹣14)发生核反应，产生放射性同位素碳﹣14。碳﹣14与氧的结合物混入大气二氧化碳中，通过光合作用被植物吸收成为养料。动物都直接或间接地依赖植物生存，因此所有生物体内都含有碳﹣14。而碳﹣14又不断地衰变为非放射性的氮﹣14，其半衰期为5730±40年。生物在死亡之前身体中的碳﹣14浓度与大气中的碳﹣14浓度保持着平衡。但这些含碳物质一旦停止与大气交换，例如生物死亡，碳﹣14就只能按衰变规律减少。因此只要测出标本中碳﹣14减少的程度，就可以推算出它死亡的年代。一切死亡的生物残物中的有机物以及未经风化的贝壳都可以用来测定年代。

科学家对埋藏在北京西郊的肖家河和河北三河县的泥炭沼中的孢粉进行了分析，发现了大量阔叶树种的花粉，泥炭沼中还出土了鱼、水鸟等动物的遗骸。对泥炭沼底层的古树作碳﹣14年龄测定，结果是4990 年±120年(即可能的误差在此前后120年之间)。在燕山南麓的泥炭孢粉组合中同样发现了阔叶树种，这说明在5000年前，这一带的气候相当温和。

进一步的研究证明，当时的气候温和地带范围相当大。已经发现的证据包括今黑龙江呼玛县、内蒙古察哈尔右翼中旗、辽宁南部丹东到大连一带、天津附近等地。例如天津附近的孢粉证明，7000年前这里曾生长着水蕨，而今天水蕨生长在淮河流域，在河北境内早已绝迹。以淮河流域的洪泽湖一带作对比，现在的年平均气温是16℃，那么当时天津一带的年平均气温应该不相上下。

竹子的分布范围也能说明问题。西安半坡遗址经碳﹣14测定为距今5600.6080年，在遗址中有猎获的野兽竹鼠的遗骸。竹鼠是以竹笋、竹根为主要食物的，这说明当时这一带有大片竹林。而今陕西已见不到竹鼠，因为仅在秦岭北麓还有少量竹林残存。1930.1931年在山东历城发掘龙山文化遗址时，曾在一个灰坑中找到一块炭化的竹节，一些陶器的外表也似竹节。1971.1973年河南淅川县下王岗遗址发掘时，在与大熊猫颌骨同一层中发现了大量竹炭灰，其中第七层到第九层(仰韶文化期)最多，灰坑的填土也有不少竹灰，甚至还可以看出竹纤维。在第七层(仰韶文化晚期)发现了30多座排房，房内有的地方还有铺过竹片编织物的痕迹。这些都说明，在新石器时代晚期，竹类在黄河流域有大面积的分布，但现代竹类的大面积分布基本上不超过长江流域。对照现在两地的年平均气温，可见当时黄河流域正月的平均气温要比现在高2℃-3℃，年平均气温大约要高2℃。

长江流域的气温也比今天偏高。如对上海市的崧泽、亭林和江苏唯亭遗址的孢粉分析证明，距今5160±110年时主要生长着以青岗栎、栲树为主的常绿阔叶和阔叶.落叶的混交林，杂生桑、榆、漆树和眼子等水生草本植物。据此推测，这一带的气温大致相当于今天的浙江中南部，年平均气温比现代高2℃-3℃。1962年，在安徽省怀宁县的长江中曾打捞出大量古树，在古树根部土壤孢粉中含有蕨类植物里白和海金砂，这些喜热的植物如今已不存在于该地区。据碳﹣14测定，这些古树是4890±100年前的遗物。据对江西南昌西山分布很广的泥炭沼泽中的孢粉分析，证明这一带都是以栲属为主的森林植被，伴生着蕨类和水生植物，气候也比现在温暖。根据同类证据，在湖南的湘阴、湘乡和汉寿等地也生长着阔叶常绿木本植物。

这一温暖地带甚至远达西藏高原。珠穆朗玛峰地区的聂拉木县东北亚里村波曲河第一级阶地海拔4300米，60年代在这里的石灰华表面下0．36米处，发现了忍冬等植物的亚化石，时间距今5000.7000年。与此相类似的现代植物目前分布在喜马拉雅山南坡海拔3400.3700米处，说明当时的气候肯定比现在温暖。

5000年前的温暖气候至少覆盖了从黑龙江至长江以南、西藏高原的中国大部分地区，此后又持续了一段时间，出现过寒暖交替的波动。河南淅川县下王岗遗址的文化层共有九层，在最下面的第七层到第九层(仰韶文化期，约前5000.前3000年)动物种类最多，有24种。其中喜暖动物有7种，占29%，所占百分比最高。第五、六两层，即屈家岭文化(约前2750.前2650年)中期和晚期，动物种类最少，只有5种，未见喜暖动物，而且出现了喜寒动物，说明气候变冷。第四层为龙山文化(约前2800.前1800年)时期，动物种类增加到9种，其中喜暖动物2种(水鹿、轴鹿)，今天已分布在南方，还有一种是较为喜冷的动物，其余种类适应性较强；看来气候比前一时期回暖。第二、三两层是先商和早商时代，动物种类已增加到12种，其中喜暖动物3种，占25%，估计与龙山文化时期的气候相似或稍暖。

在今河南安阳市小屯一带的殷墟遗址大约是公元前14世纪至前11世纪商朝首都的遗存，在历年的发掘中，人们不仅发现了与半坡一样的獐和竹鼠，还有水牛、象和貘。当时留下的甲骨文中记载了商王武丁时曾猎获一头象，这说明发掘到的亚化石象是当地的土产，而不是从其他地方迁来的。而且猎获的象肯定是野生，证明能够在自然环境中过冬，与那些在特殊条件下饲养的动物不同。今天的水牛已分布在淮河流域以南，象生活在云南西双版纳的丛林中，亚洲貘更已局限在马来半岛和苏门答腊的沼泽森林之中。要是那时的气候不比现在温暖，这些动物是绝对不可能生活在安阳一带的。甲骨文中还记载了当时种稻的时间是每年的第二个月或第三个月，相当于阳历3月下种，而现在安阳要4月才下种，说明当时的节气比现在早一个月。

古籍《竹书纪年》是根据公元3世纪末在战国魏襄王墓中出土的竹简编成的上古历史，该书记载了周孝王九年(约前10世纪)“江(长江)、汉(汉水)俱冻”的严寒天气。这与下王岗相当于西周时代的第一文化层中的发现是一致的，遗址中的动物再度减少，未发现喜暖动物，都是适应性较强、分布面较广的种类。看来西周前期气温有所下降。

不过这种寒冷气候并没有持续多久，因为在春秋时期鲁国的史籍《春秋》一书中就记录了公元前698年、公元前590年、公元前545年鲁国的冰房得不到冰。鲁国的都城在今山东曲阜市，冰房无冰反映了这一带很少出现0℃以下的气温。根据《吕氏春秋》中有关的农业资料分析，公元前581年和公元前4.前3世纪，华北的冬小麦收获期在5月，节气比今天提前10.20天。

孟子生活在公元前372年至前289年，他的书中提到齐鲁地区(今山东大部)的农作物可以一年两熟。稍后的荀子(前313.前238年)在《荀子·富国》中也说：“今是土之生五谷也……一岁而再获之。”荀子所谓“是土”，一般应指他长期生活的今山东省地。但近代以来直到本世纪前期，山东以南、淮河以北地区还习惯于两年轮作三季作物，因季节太短而不能做到一年种两季，即不能“一岁而再获”。《吕氏春秋》所记载的农业生产节令大致反映公元前2世纪时中原的情况，其中有“冬至后五旬七日菖生”的说法，今河南陕县菖蒲生叶的时间是3月上旬，比当时要晚10天。

这一温暖气候持续了数百年，大概结束于公元前1世纪。明显的证据是司马迁的名著《史记》中的一篇《货殖列传》，《史记》作于汉武帝(前140.前87年在位)时期，而《货殖列传》大致反映了自战国后期至西汉前期的情况。《史记·货殖列传》记载了主要经济作物的分布区域：“蜀汉江陵千树橘，……陈夏千亩漆，齐鲁千亩桑麻，渭川千亩竹。”蜀汉指今四川盆地西部和汉中盆地，江陵即今湖北荆州市江陵区一带，陈夏指今河南淮阳至禹州、登封一带，齐鲁泛指今山东大部，渭川则指今渭河流域的关中平原。只要拿今天这些作物的分布加以对照，就不难发现，当时的分布界线都比现在偏北。

但与此同时，不时发生的寒流已开始侵袭，公元前1世纪问世的农业名著《氾胜之书》称长安(今陕西西安)、洛阳一带在“夏至后八十、九十日”(相当于公历9月下旬)就可能出现霜冻，并介绍了防御的办法，而现在这一带的初霜日期平均在11月初。该书还说：“夏至后七十日(公历9月上旬)可种宿麦。”现在冬小麦的播种期为9月下旬，晚了近20天。

西汉后期、东汉和魏晋南北朝是一个延续了五六百年的寒冷期。北朝贾思勰所著《齐民要术》约成书于公元533.544年，所记载的物候可以代表当时的气候情况。《齐民要术·种谷》说：“三月上旬及清明节桃始花，为中时。四月上旬及枣生叶、桑花落，为下时。”这里提到了桃树开花、枣树生叶和桑树花落都比现代黄河流域的物候推迟了10天至两周。该书又说每年十月(农历)就要用蒲蒿将石榴树包扎起来，到次年二月初才能解除，否则石榴会冻死。但现在河南和山东的石榴树都可以在户外生长，冬天也不需要进行包扎或盖埋，这应该是当时气候比现在冷的证据。

隋和唐朝前期，即从7世纪初至8世纪中叶，气候略为转暖，尽管依然有超过现代霜冻极端日期的纪录，但总的情况与现代相似。唐后期和五代期间，即从8世纪中叶至10世纪中叶，气候明显转寒，各类寒冷事件频繁发生，秋季冷空气南下的时间提前，春季冷空气消退时间则推迟，霜冻、降雪、冰冻提前和延长。从唐朝的诗文所描述的情况看，当时在莱州湾、海州湾和苏北沿岸海面都曾出现过严重的冰冻，就是长江流域的河流冰冻现象也很普遍。据此推算，当时的气候带要比现在向南退一个纬度。

10世纪下半叶，气候继续转寒。据《宋史》记载，宋太宗和宋真宗在公元978年(太平兴国三年)、984年(太平兴国九年)、1000年(咸平三年)三次在首都开封“观麦”，时间都是在农历四月底或五月初，说明小麦收获期比现代要迟10天。公元1131年(南宋绍兴元年) 至1200年(庆元六年)杭州终雪期为公历3月25日，而现代为3月11日。由于苏州附近的运河在冬天经常结冰，船工不得不用铁锤破冰开出航道。诗人为此写了一首《撞冰行》，时间约在公元1153.1158年(绍兴二十三至二十八年)。12世纪末，江苏南部的冬小麦至公历6月才熟，现代成熟期一般在5月下旬。连南方也受到严寒的影响，公元1110年(北宋大观四年)和1178年(南宋淳熙五年)，福州的荔枝曾两次全部冻死，为一千多年来所绝无仅有。

13世纪初气候回暖，在1200年(南宋庆元六年)、1213年(嘉定六年)、1216年(嘉定九年)和1220年(嘉定十三年)，一度多冰雪的杭州甚至出现了无冰无雪的冬天。长春真人丘处机于1225年(蒙古成吉思汗二十年)的寒食节在北京作了一道《春游》诗，有一句是“清明时节杏花开”，与今天北京的情况大致相当。元朝初年，在今河南、陕西重新设立了“司竹监”，管理竹子的销售，这说明竹子分布的北界再次北移，在黄河以北成为成片种植的经济作物。

但这次回暖的时间很短，气候又转入严寒，河南、陕西的“司竹监”不久就撤销了，14世纪后竹子在黄河以北已不再作为经济作物而存在。1329年(元天历二年)太湖结冰厚达数尺，人马可以行走，橘树全部冻死。诗人迺贤的诗描写了1351年(元至正十一年)农历十月在山东白茅黄河出现“河冰塞川天雨雪”的景象，可见当时在公历11月黄河就出现冰块，而目前这种现象一般要到12月才出现。他在另一首诗的注中说：“京城燕子三月尽(公历4月末)方至，甫立秋(公历8月6、7日)即去。”与现代北京家燕来去的时间相比都要短一周。明初苏州人俞贞木写的《种树书》，成书于1379年(明洪武十二年)，书中提到收桑葚的时间是五月(公历6月)，而现代桑葚的成熟期平均在公历5月下旬，至少相差10天。15世纪苏南一带的麦收期是公历6月，比现在5月下旬开始收割也晚了10天，说明气候依然寒冷。

自14世纪后期至19世纪末期的寒冷阶段被气象学家称为“明清小冰期”，在17世纪达到了极端。明代学者袁中道自万历三十六年至四十五年(1608.1617年)的日记记于今湖北荆州市沙市附近，清代学者谈迁的《北游录》记录了他1653.1655年(清顺治十年至顺治十二年)在北京的见闻，这两本书所载桃、杏、丁香、海棠等春天开花的日期相当详细。与今天的物候对比，沙市附近要晚7.10天，北京要晚一至二周。1653年11月18日谈迁到达天津，运河已经冰冻，至11月20日河冰更坚实，他只得乘车去北京。1656年3月5日他由北京返回杭州，北京运河刚解冻。据此推算，当时运河封冻期长达107天，而1930.1949年天津附近杨柳青站运河平均冰冻期是56天，封冻平均日期为12月26日，开河平均日期是2月20日。估计17世纪中叶北京冬天的平均气温比现在要低2℃。从明清时期各种地方志的记载中也可以发现大量证据，这一阶段长江中下游以南地区的柑橘、樟、竹等亚热带植物曾多次遭受毁灭性的冻害。

20世纪开始，寒冷气候逐渐过去，气温不断升高，但在40年代、60年代、70年代都有过转寒的迹象。

从总的趋势看，在20世纪前的五六千年间，中国的气候变化是从温暖转向凉爽，转折点发生在距今2500.2000年间。在此期间的气候波动中，温暖期越来越短，温暖程度越来越弱，而寒冷期越来越长，强度也逐渐加大。历史时期寒暖变化的幅度随纬度而有明显差异，纬度越高，温度的变化幅度越大，而低纬度地区的变幅远比高纬度地区小。

中国疆域辽阔，地区间的气候差异也很大，所以各地区的气候波动并不一定与上述过程完全吻合，但与总的趋势基本一致。例如，科学家根据孢粉分析的结果复原出上海.杭州地区全新世以来气候变化的波动，明显具有五个凉期和四个暖期：第一凉期，距今10300.9500年，气候冷凉干燥，年平均气温比现代低3℃。第二凉期，距今9500.7500年，气候温凉略干，平均气温比现代约低1℃-2℃。第一暖期，距今7500.5000年，气候热暖潮湿，年平均气温比目前高2℃-3℃，降水量多为500.600毫米。第三凉期，距今4000年左右，气候凉干。第二暖期，距今3885.3500年，气候温暖湿润，平均气温比目前高1℃-2℃，降水量多为200.300毫米。第四凉期，距今约3000年，气候再度凉干，但比第三凉期稍暖。第三暖期，距今2500年，气候温暖湿润。第五凉期，距今2000.1650年，气候温凉。第四暖期，距今900.500年，气候转暖。

如果我们把观察的时间提前到一万年或更长，正如上述例子所说明的那样，气候的变化同样是在冷暖之间波动的，而且幅度更大。在地质年代，地球就经历过几次大幅度的冷暖变化，出现过多次地球表面被大面积冰川覆盖的冰川时期(简称冰期)。地球上最近的一次大冰期是晚新生代大冰期，第四纪初期的冰期环境波及全球，中期达到最盛，所以晚新生代大冰期主要指第四纪冰期，大约开始于距今180万年前。在10000.8000年前，全球普遍转暖，大量冰川和冰盖消失或收缩，地球进入冰后期，但大陆的冰川和冰盖并未完全消失。

(二)人类活动是气候变化的主要原因吗

人类的产生不超过二三百万年，而地球的历史已经有数十亿年，那就是说，在人类产生之前地球上的气候已经有过无数次冷暖的变化，那时的气候变化当然与人类活动毫无关系。但在人类产生以后，特别是在人类进入文明社会之后，人类的活动不可能对气候变迁没有影响。问题是，这种影响究竟有多大？是不是引起气候变化的主要原因？

引起气候变化的因素极其复杂。考察气候变化所运用的时间尺度是不同的，如对地质时期，一般是以百万年或万年为尺度单位；而对不足一万年的历史时期，显然必须采用短得多的时间尺度。随着时间尺度的不同，影响气候变化的主要因子也不相同。根据现有的科学知识，可以将这些因子分为三类：第一类是宇宙因子，如太阳活动，行星、月球等天体引力的多年变化，宇宙射线的作用，小行星、陨石其他星球的影响，等等。这类因子全部来自地球之外，地球只是被动地接受。第二类是地球因子，包括地球轨道参数变化，地极移动，大陆漂移，大陆抬升，造山运动，火山活动，冰雪覆盖，海水温度，洋流和海平面高度变化，大气成分的变化，等等。这类因子本身都发生在地球上，但产生的原因并不完全在于地球内部，往往也受到第一类因子的影响，部分因子(如大气成分)与人类活动也不无关系。第三类是人类活动，如土地利用，植被增减，大气污染，燃烧放热和其他人工热源，砍伐和栽培树木，人为改变地形、地貌和水系，等等。在完全没有人类活动的地质时期，只有前两类因子影响着气候变化。对这一时期的气候变化，只能主要根据地质资料复原。经过科学家长期的研究，形成了三种有影响的学说。

第一种是地球轨道参数变化学说。认为地球运行轨道的某种参数会发生周期性的变化，从而引起气候的变迁。简单地说，由于地球的能量主要来自太阳，地球对太阳的位置发生变化，就会使获得的能量增强或减弱，从而导致地球上气候的变化。例如，地球轨道偏心率具有约10万年的周期变化规律现象，这一变化导致近日点、远日点的变化，使太阳对地球的辐射强度随之变化。春分点具有约2．1万年的周期变化(岁差)，这种变化造成季节长短的变化。黄道倾斜的变化也会造成高低纬度辐射量的变化。

第二种是地质学说。认为在地质时期地极的位置发生过较大的变化，因而太阳辐射量的地理分布也多次发生相应的变化。也就是说，即使太阳辐射给地球的能量总量没有什么增减，但地球内部的变化——如地极位置的偏移——也会使地球上各地获得的辐射量发生变化。而地球上海陆分布的明显变化，包括海洋和陆地面积的消长、海洋和陆地的相对位置等，也会产生相应的气候效应，引起气候变化。

第三种是物理学说。认为太阳活动强弱的变化会使高层大气产生冷热伸缩的变化，并导致对流层温度梯度的演变、大气环流的演变以及气旋生成特性的变化。火山爆发的过程可以使大气透射率和太阳辐射发生变化。二氧化碳的增减也是气温和其他气候要素变化的原因。

对100多年以前至数千年前的历史时期的气候变化，主要根据考古发现、文献记载和其他史料、树木年轮等方面的研究来复原。由于原始证据的精确度、密度和普遍性都相当有限，地质时期那种以数千年至一万年为周期的因子又缺乏实际意义，目前还很难对这一时期的变化原因作出合理的解释。一些学者认为，气候的变化与太阳活动的世纪和超世纪变化(即以百年为周期或以更长的时间为周期的变化，并不是指通常使用的公历世纪)有关。(www.chuimin.cn)

100多年来的气候被称为现代气候，这是因为这一阶段已经有了现代气候观测，积累的观测资料，可以用于研究现代气候变化。由于这一阶段的时间更短，必定要充分注意到周期更短的变化因子。一些学者认为，气候变化的11年、22年或80.90年左右的周期与太阳活动有关。一些学者认为，气候上的6.7年和35年左右的变化周期可能与地极移动年振幅、极移离心力的相应周期有关。还有人认为，月球引潮力19年周期和离地球较近的各行星的运动可能是地球气候变化的重要原因。大气环流的2年周期和海洋状况的变化是气候要素变化的重要原因，但大气环流和海洋状况也是其他因子作用的结果，所以并不是气候变化的第一性因子。

近年来，越来越多的科学家注意到了人类活动对气候变化的影响。例如，煤和油料的大量燃烧，农业有机物的分解，冰箱、空调机使用的制冷剂的释放，使地球大气层中的二氧化碳、甲烷、氯氟烃等气体增加，使地球上的热量难以散发，产生温室效应，导致地球上的温度升高。又如，热带雨林的消失、森林的大量砍伐和植被的破坏加剧了太阳对地球表面的热辐射，加速了地表水的蒸发，改变了局部地区的气流，引起气候的变化。

综观自地质时期以来的气候变化，可以看到，除太阳本身的作用外，各种因子对气候变化的影响实际都反映在它们对太阳与地球关系的影响上。地球的主要热量来自太阳，因此太阳本身的变化(如黑子、耀斑等)、太阳与地球间的距离和相互位置、地球接受太阳辐射的状态(如大气层的透明度、导热性，大气环流的速度、方向、强度等)是引起气候变化的根本原因。到目前为止，人类活动对第一、第二项原因还没有任何影响，仅作用于第三项原因。即使对这一项原因，人类活动也没有达到决定性的程度。总之，尽管随着人类数量的增加和生产规模的扩大，人类活动对气候的影响会有所加强，但绝不是气候变化的主要原因。

(三)地球正越变越暖吗

如果人类活动真是引起气候变化的主要原因，那么只要通过改变人类活动就能使气候的变化按照人类的意图发展。例如，如果地球变暖主要是由人类的生产和生活产生的热量和二氧化碳引起的话，那只要减少这些热量和二氧化碳，地球就不会继续变暖，甚至可能变凉。但问题没有那么简单，在地球上还没有人类时，在人类活动的影响可以忽略不计的年代，在人类活动所产生的热量和二氧化碳远比现在低的年代，地球上却出现过比今天更暖的气候，年平均气温比今天还高。

自从上一次寒冷期以来，气候的确是在变暖。与20世纪初相比，年平均气温的确已经升高。但即使仅仅根据20世纪的情况，要对未来的气候变化作出越来越暖的结论还为时过早。

从19世纪末至20世纪初，北半球大部分地区的气候转暖，20世纪20.30年代的变化最为显著。特别是北极和高纬度地区，气温明显上升。大约从1919年起，北极开始变暖，巴伦支海的水温比过去显著增高，北极圈周围地点的平均气温明显升高。30年代，在巴伦支海中出现了以往很少出现的喜温鱼类，格陵兰周围的鳕鱼增加，出现的范围越来越向北推移。白海沿岸的变暖现象也很明显，1916.1930年间一些居民点的年平均气温分别升高了0．5℃-0．9℃，一些地方的永冻土层消失或向北退缩。温带纬度地带也变暖了，北美、西欧和俄罗斯一些城市的平均气温都有不同程度的升高。科学家对北半球气温5年平均值的上升并无异议，但对具体数值的估计，有人认为达0．6℃，有人则认为仅0．3℃。我国的上海和青岛等地从20世纪初至30年代，平均气温每10年上升1℃。1910.1960年这50年间，天山雪线上升了40.50米，天山西部的冰舌后退了500.1000米。喜马拉雅山北坡的雪线从19世纪40年代至1961年间由5067米处上升到5800米处，这与20世纪初世界性冰川后退是一致的。但在北半球大部分地区变暖的同时，也有一些地区变冷，如加拿大和欧洲大陆南部一些地方。南半球大陆也没有变暖。

变暖的趋势在1940年前后达到极盛，以后就开始变冷。1962. 1963年冬季的大幅度降温影响范围广泛，欧洲、东亚和北美都遭到严寒侵袭，以至有人认为是“小冰期”第四阶段到来的标志。此后的1968.1969年、1976.1977年，冬季都比较寒冷，中国曾频繁出现凉夏。根据一些科学家的分析，40年代以来，不仅地面气温下降，海温和对流层气温也都下降了，其趋势比地面气温还要明显，大约每10年下降约0．1℃。但北半球的气温从70年代初已开始上升，至1981年达到近百年来的最高值。在中国，60年代的相对低温反映不明显，80年代的增温也不如北半球其他地方那样激烈。从气温的记录看，90年代这一变暖的趋势还在继续，并超过了1981年的最高值。

但是如果从太阳活动与气温的关系看，还不能得出气温将继续升高的结论。太阳活动是指太阳大气中经常发生的黑子、光斑、谱斑、日珥、耀斑和日冕等现象的总称。当太阳活动激烈时，各种波段的电磁辐射加强，比太阳宁静时要增强几十倍至数百倍。太阳黑子的变化存在着11年的基本周期，每个周期都从黑子极小值(谷年)开始。国际科学界规定以1755年太阳黑子极小值为第一个太阳黑子周的开始年，至1986年开始已进入第22周，1997年进入第23周。同时，太阳黑子还存在22年周期和世纪周期。中国大范围冷暖气候的转变几乎都发生在太阳活动最强年份或其后的一二年间，其中太阳活动奇数周期的黑子高值年，与气候由冷期转向暖期的年份是一致的，而太阳活动偶数周期的黑子高值年与由暖期转向冷期的年份是一致的。按照这样的规律，1980年是太阳活动奇数周期(第21周)的黑子高值年，1991年前后是太阳活动偶数周期(第22周)的高值年，由于1980年前后已进入一个偏暖的时期，1991年后应转入一个相对偏冷的时期，90年代的气候应略低于80年代的气温。根据1911.1988年中国气温等级资料，专家们推算出1996.2000年的气温等级(1级为暖，2级偏暖，3级正常，4级偏冷，5级为冷)是：全年2．9 (稍暖)，冬季3．0 (正常)，夏季2．7(稍暖)。全国46位长期从事气候预测的专家、教授在80年代末对90年代所作的气温预测是：变暖的概率为47%，变冷的概率为53%，变化不大的概率为零。

现在90年代已快过去7年了，也许大家会觉得这些预测与实际不符，气候并没有变冷的感觉，这还得考虑两方面的因素。一是感觉与平均气温的变化并不一定相同，例如去年不少地方经历了一个暖冬，但青藏高原、新疆就出现了严寒和暴风雪灾害，所以全国冬季的平均气温就可能比多数人的感觉低。又如今年夏天北京和华北出现了罕见的高温，但一向以“火炉”著称的武汉、南昌等城市却经历了一个少有的“凉夏”，两地的人对气温的感觉肯定会截然不同。一是人类活动的影响，特别是因二氧化碳浓度增加引起的温室效应，使实际温度提高了，在大城市、人口密集地区、产生大量热量的工业区表现得尤其明显。

对下一世纪我国气温的变化趋势，科学家从多种途径作了可能的预测。

树林年轮的变化客观地反映了所处环境的温度、湿度变化。用树龄在900年以上的祁连山圆柏年轮指数序列进行周期分析，发现存在着三个主要的周期，分别为45年、167年和380年。以此为基础可以预测：从本世纪70年代以来的偏暖趋势要持续到本世纪末，从2010年代起到2030年代将再次偏冷，从2040年代起又将进入一个新的偏暖时期。

根据太阳活动周中黑子极大值的预测，太阳活动在20世纪50年代达到高峰后已逐渐减弱，到2010年代中期后将达到最低值，在21世纪前半叶将再次增强。由于气温与太阳活动间有滞后关系，所以2010年代前后气温将偏低，大约从2030年代开始气温将再次升高。

火山活动大致以70年为周期。目前火山活动趋于平静，但到2050年将再次活跃。由于气温变化稍落后于火山活动，所以火山活动将对2030年代前的降温和此后的升温起到抑制作用。

九大行星的会合可能改变太阳系的质量中心，使地球公转半径发生改变，造成地球冬季、夏季的长短的变化，从而影响地球上的气候。我国5000年来的气候演变与九大行星平均179年会合的周期有着很强的对应关系。当九大行星会合处在冬半年、地心张角又小于70度时，我国处于低温区，会出现频繁的低温冷害；当九大行星会合处于夏半年，或虽处于冬半年但地心张角大于80度时，我国都出现温暖期，自然灾害相对较少。最近一次九大行星会合发生在1982年11月2日，地心张角为63度，据此预测在此后二三十年间(2010年前后)我国和北半球仍处于低温期内，此后可能进入高温期。

目前大气中的二氧化碳浓度已经超过350ppmV，如果以每10年大气中二氧化碳的含量平均增长1．5ppmV的速度增加，再加上其他温室气体的增加，估计到21世纪中叶大气中的二氧化碳将达到工业革命前的2倍。如果全球继续按照目前的增长趋势排放二氧化碳等温室气体，到2050年全球温度至少将增加2℃左右。中国的大部分地区处于中纬度，增温的幅度接近全球的平均值。由于自然降温估计不可能达到2℃，气候仍将变暖。

这些预测的结果并不完全一致，因为它只考虑了本因子的作用，而实际上，气候的变化是各种因子综合作用的产物。何况对气候变化起作用的因子远不止上述几种，还有一些更长周期的因子和目前还没有了解的因子的作用没有予以考虑，所以对未来的气候变化还不能作出十分精确的预测。但有一点是可以肯定的，如果排除了人类活动这一因子，未来气候的变化将仍然是在冷暖之间作周期性波动，绝不会长期保持越来越暖的趋势。

(四)人类是能够适应未来气候变化的

在以上影响气候变化的因子中，人类对诸如太阳活动、火山活动、行星运动等自然因子目前还是无能为力的，但对二氧化碳等温室气体的排放却是可以加以控制的。只要将目前二氧化碳的排放量减少60%，甲烷的排放量减少8%，温室效应就能得到有效的控制。在1992年的里约热内卢世界环境和发展大会上，24个发达国家已经签署了《里约热内卢公约》，到2000年将温室气体的排放量降低到1990年的水平。如果真的做到了这一点，到2050年由温室气体引起的升温就不会达到2℃，全球气温也就未必会变暖。实际上，即使在现有的条件下，控制和减少温室气体的排放量也是完全可能的。随着科学技术的进步，经济的发展和物质财富的增加并不需要温室气体排放量的同步增长。或许有朝一日，人为调节温室气体的排放量能成为人类控制气候变化的有效手段。

就在笔者即将写完这一章时，读到了一条新华社10月1日发自华盛顿的电讯：来自60多个国家和地区的1500多名科学家9月30日在此间发表声明，强烈呼吁各国领导人立即采取行动，防止全球变暖可能导致的灾难性后果。科学家在声明中列举了全球变暖可能导致的一系列严重后果：海平面将升高，使沿海地区的居民及生态系统受到威胁；发生洪灾和旱灾的可能性都将增加；热带传染病发病区将扩大；影响水分分布、土壤状况和季节变化，加剧粮食短缺；加速物种灭绝速度，地球上三分之一的物种到21世纪末将不复存在。

科学家们对人类前途高度负责的精神无疑是令人赞赏的，他们发出的警告也应该引起各国领导人和全人类的充分重视。但我认为他们所指出的现象只是一种可能，而不是人类在下一世纪所必然遭遇的现实。或许是为了加重声明的分量，因而他们有意加重了全球变暖的灾难性后果，否则我们就无法理解他们的推测。例如，报道提到他们认为“如果这一趋势得不到控制，在今后100年内，全球气温将升高1℃-3．5℃”。平均气温比现在高2℃-3℃的情况在人类历史上并非没有出现过，按照他们的逻辑，当时的物种肯定要比现在少三分之一。如果真是如此，那么随着气温的下降，不是又会产生新的物种了吗？再说，气温升高会使一部分物种灭绝，难道不会使一些新物种产生吗？

说老实话，我不赞成这些科学家的悲观态度和片面观点。

无论是迄今为止的变暖或变冷，还是可以预测的未来的气候变化，都没有超过历史时期的极端最高或最低气温。回顾以往，我们的祖先正是在一次次气候冷暖的变迁中创造了光辉灿烂的中华文明，推动了历史的进程。商朝的后期正处于温暖阶段，年平均气温估计比现在要高2℃，但商朝的疆域大为扩展，近年来的考古发现证明，商文化已经推进到了长江流域。春秋战国也是一个温暖阶段，却是物质文明和精神文明长足进步的阶段，并为中国的统一奠定了基础。魏晋南北朝的寒冷气候没有影响大批非汉民族和境外民族的内迁，也没有影响以汉族为主体的民族大融合，照样出现了具有深远影响的科学技术和农业生产的进步。在北宋、明、清的寒冷阶段，中国的人口先后突破了1亿、2亿和4亿，而这些人口完全是由国内生产的食物供养的。在基本都依靠手工劳动的条件下，先民成功地经历了一次次冷和热的考验，在人类已经创造了发达的科学技术和物质条件的今天，同样幅度的气温升降更不会成为我们生存和发展的障碍。

即使会出现更大幅度的变化，我们也不必过分担心。一般说来，除了个别灾害性的气候变化会突然爆发外，气候变冷和变暖的过程都是缓慢的，所以人类有充分的时间来应付和适应。一方面，人类有很强的适应能力，如严寒的北极圈内和酷热的赤道上都有人在生活。另一方面，科学技术能够使这种适应能力更强。像由于气候变暖而引起的冰川融化和海水热膨胀，使海平面在过去100年间大约升高了25厘米。只要预测准确，人们会有充分的时间采取预防措施，如加高堤防、搬迁居民、改造旧城、建设新城、调整布局等。荷兰有三分之一以上的国土低于海平面，在高潮位时上海城区的大部分低于水面，都是依靠堤防阻挡着海水的侵袭，即使海平面再有所升高，荷兰和上海依然能安然无恙。

何况，不论气候变冷还是变暖，都不是绝对有害的，也存在着有利的一面。

如海平面升高固然会使一些低地被淹没，但冰川的融化、雪线的后退必定使温带扩大，永久冻土消失或缩小，宜农土地可以扩大，融入江河的水量增加也有利于生产和生活。气温升高固然可能增加病虫害，但也增加了热量和能量，使作物的光合作用增强变快，生长周期缩短，产量提高。在炎热地区或夏季，气温的升高会使用于制冷的能源消耗增加，但在寒冷地区或冬天用于取暖的能源消耗难道不会相应地减少吗？气温升高能使荒漠化扩大，但也可能增加降水量或供水量，使另一部分荒漠成为良田，最近智利的一处沙漠就因暴风雨意外地光临而出现了百花盛开的奇景。物种的灭绝也不见得像有些人设想的那么严重，因为在以往几次更大幅度的冷暖变迁，在完全没有人类帮助的情况下，经过迁徙或逐渐适应，一些动植物也幸存了下来，何况现在人类有可能对必须保存的动植物提供比较有利的条件。

气候变冷同样是利弊兼有。一味强调变暖的威胁，看不到变冷同样不是好事，无论如何都是片面的。气候变冷必定会使地球所接收到的热量减少，本身资源的消耗就要增加。病虫害可能减少，在同样条件下作物的产量却会降低。喜温耐寒的动植物固然会因此而繁衍，热带动植物的生存岂能不受威胁？气温降低后，一些地区肯定会变得干燥少雨，冰川的延伸、永冻地带的扩大都在意料之中。这些难道不应该加以考虑吗？其实，凭我们的经验也能作出正确的判断，回忆一下我们曾经经历过的异常寒冷的冬天和酷热夏天，大概很难说哪一个有利无弊，或哪一个稍好一点。

何况以地球之大，还存在着相当大的调节余地。目前人类生活的地区只占地球的小部分，现在同样有一些地区是完全不适合人类正常生活的。在气候发生较大幅度的变化以后，一部分现在适宜生活的地区会变得不适宜，但原来无法正常生活的地区中又会有一部分变得适宜于生活。在中国这样一个领土辽阔，海岸线长，岛屿众多，跨热、温、寒三带，拥有各种地形地貌的国家，进行自我调节和再配置的能力更强。

这使我想到了中国历史上曾经出现过的一次重大的变革——长江流域取代黄河流域而成为国内经济文化最发达的地区，一个重要的原因就是气候的变化。

在商、周时代，黄河中下游地区的年平均气温普遍比现在要高，所以气候温和，雨量充沛，植物茂盛，加上黄土易于开垦，非常适合先民的生活和生产。优越的自然环境吸引了大量外来部族迁入，使黄河中下游地区人口增加，生产规模不断扩大，成为名副其实的“中原”、“中国”(指在大量的“国”中居于中央、中枢地位的区域)。发展到秦汉时代，黄河流域这一主导地位已经相当巩固。

反观长江流域，尽管从七八千年前开始也出现过很辉煌的文明，但到了三四千年以前就衰落了，有的文化出现了明显的断裂，相当突然地停止或消失了。尽管我们还不能完全找到答案，但包括气候在内的自然环境的变化肯定是一种决定性的因素。商周时代，长江流域的文化虽然还保持着自己的特色，但总体上已远不如黄河流域的文化，并且在实际上已承认了自己的从属地位。西汉的情况可以看成这一转变的终结：地处黄河中下游的关中和关东地区不仅是首都所在，还拥有全国60%以上的人口和绝大多数财富，全国性的政治、文化、经济、军事人物几乎都产生在这一地区。相比之下，长江流域人口稀少，除了一些开发较早的地区外，还有很多未经开发的处女地和无人区。如果我们有兴趣读一下司马迁写的《史记·货殖列传》，对这种强烈的地区差异就会有深刻的印象。

司马迁和其他人反复提到“江南卑湿，丈夫早夭”。这里的江南指的是今江西、湖南一带的长江以南地区，可以代表长江中游的情况。也就是说，由于气候潮湿炎热，降雨量大，地势低洼，各种传染病、地方病流行，男人的寿命都长不了。西汉初的政治家、文学家贾谊被任命为长沙王太傅，必须离开首都长安去长沙赴任，他为此郁伤，担心自己“早夭”。西汉期间，封在今安徽、湖南的列侯千方百计要将封地换回中原，减少面积和所辖的户口也在所不惜。当时刀耕火种还是主要的生产方式，而“饭稻羹鱼”(以稻米和鱼类为饭菜)是主要的食物来源，所以人们要维持生存并不困难，却难以积聚财富，扩大生产或提高生活质量。

但随着气温的下降，长江流域逐渐成为一个适宜的开发区域，它内在的优势越来越显示出来了。气候由炎热多雨转为温暖湿润，在开垦扩大，积水排除后，“卑湿”的条件得到改变，土地的肥力得到发挥，显示出比黄土高原和黄土冲积平原更大的优势。随着北方人口的大量南迁和本地人口的不断增加，以长江流域为主的南方终于在人口数量和经济实力上超过了以黄河流域为主的北方。北宋末年就有了“苏(州)常(州)熟，天下足”的谚语，说明长江三角洲的农业生产在全国已具有举足轻重的地位。而到了明朝，这句话已变为“湖广熟，天下足”，说明长江中游也已成为全国最重要的农业基地。

与此相反，在气温降低以后，黄河流域的自然条件逐渐恶化，降水量的减少使干旱加剧，植被减少，不仅经常形成旱灾，而且使水土流失日趋严重。黄河流域不仅失去了经济重心的地位，文化优势也逐渐丧失。直到近代工矿业兴起后，这一局面才有所改观。不过应该指出，黄河流域的落后还是相对的，就绝对数量而言，今天黄河流域所创造的物质财富、所供养的人口早已超过了历史上最辉煌的年代。

由此可见，即使是在一个纯粹的农业社会，年平均气温下降2℃左右的气候变化也没有引起中国的经济文化倒退，更没有使中国就此崩溃，而是促成了长江流域的开发。如果再出现年平均气温升高2℃的气候变化，无非就是又回到了商周时代的气候环境。在拥有现代科学技术的条件下，长江流域及其南方将完全能够经受这样的变化，而黄河流域的生产和生活条件将大为改善。当然具体的过程不会如此简单，但显然也不是那么可怕。

所以，一方面我们应该极其谨慎地预防温室效应可能造成的严重后果，另一方面也要积极地利用气温升高带来的有利条件。在人类还无法选择最适宜的气候时，唯有适应自然，扬长避短，利用一切有利条件，积极防灾减灾，为自己争取美好的未来。

怀着这样的信念，有了充分的准备，21世纪气候变化将不会构成对人类的威胁。如果全球的温室气体能进一步减少，我们更有希望获得比今天适宜的气候环境。到了人类能够自如地运用人工手段来调节气候时，各种类型的“温室气体”或许将发挥完全不同的作用。