氣候的過去現和將來
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2007世界氣象日主題
氣候是一段長時期的大氣狀況。由于時間跨度大，所以氣候反映的大氣狀況不同于天氣。天氣主要指的是一次天氣過程，如一次降水天氣或一次冷空氣活動等。氣候則是許多次天氣過程的綜合表現，一般用降水量或溫度等氣象要素的統計值表現出來。
氣候變化就是這些統計值的變化。在地球大氣的歷史里，曾出現過幾次很大的氣候變化。根據地質資料和生物化石的差別，可以判斷，溫暖時期約占大氣歷史的90%。溫暖時期的氣候是十分溫暖的。在那時地球上不存在冰雪，甚至在冬季也看不到冰雪。在這樣的時期里夏季也不太熱。這種情況，使人們想起《圣經》里所描寫的“伊甸園”。是適宜生物生長的時期。身軀龐大的恐龍就是生存在這樣的時期里。
但是在漫長的溫暖時期里卻插進了幾次大冰河期。在大冰河期的極盛時期，過去的溫帶這時已變成了銀裝素裹的冰雪世界。冰河時期雖然比溫暖時期短暫得多，但過去曾出現的大冰期也有幾千萬年的時間長度。
大約在過去200～300萬年前，地球上出現了一次新的大冰期，叫第四紀大冰期。大冰期的到來對生物界是一次空前的大劫難。很多不能適應寒冷冬季的物種滅絕了，少數能存活下來的物種則增強了抗寒性能，演變成新的物種。
真可謂一朝天子一朝臣。冰河時期與溫暖期的生物品種很不相同，遺留下的生物化石也不相同。人們正是根據化石的差異和冰雪與洪水等物理過程留下的遺跡，才得以知道這兩種冷熱絕然不同的時期是交替輪流出現的。這就構成了萬年以上氣候變化的主要圖景。
應當指出，在冰河期與溫暖期的氣候也不是一成不變的。它們各自也包括多次顯著的氣候變化，只是變化的幅度比冰河期與溫暖期的差別要小一些。如在一次大冰期中就有多次回暖，這種回暖期被叫做間冰期。間冰期之間則是冰盛的亞冰期或副冰期。
學術界一般習慣于指出，大約在一萬多年前最后一次冰河期消失。近一萬多年就是人類文化發展的時代，屬于冰后期。在這里存在著兩個問題。
一個問題是，在冰后期之前消失的這次冰河期，究竟能否算是“最后一個”？看起來，還不能這樣說，很多學者都認為第四紀大冰期并未結束，結束的只是大冰期中的一個盛冰期，以后還有新的盛冰期的到來。這個看法是有道理的。因為：
第一，過去幾次大冰期的長度達到幾千萬年，而第四紀大冰期至今不過兩、三百萬年，說它已經結束，理由未免不足。
其二，現在并不溫暖，同冬天全球無冰雪的溫暖期相比，現在還是寒冷的。
第三，就大冰期的形成原因來說，現在還仍然存在。
關于大冰期形成的原因有許多學說。其中最有物理意義的是海陸的分布。
在20世紀初提出大陸漂移學說，他認為大陸是在移動的。這一學說后來又為其它許多學說所證實，已經成為地學界的理論基礎。到了現代利用衛星定位技術，已經能準確測定各塊陸地和島嶼每年移動的方向與速度，大約移速每年可達1～4厘米。這個速度對我們有生之年的確微不足道。但是對幾千萬年說來，距離就大得足以驚人。每年1厘米，1億年就是1000公里。浩瀚的大西洋就是兩億年前因美洲與歐、亞、非洲走向不同，因而分開和出現的。
因此，人們認為，當大陸擋住了洋流南北交匯之時，北方就得不到足夠的熱量，便會冷卻結冰，是形成大冰期的原因。根據這個理論我們看看現在的地球。
現在的南極是一塊大陸，溫暖的洋流自然無法達到。所以這里成為全球最大的冰雪世界。在北極，雖然是一片大海，但大部分已被大陸包圍。只有大西洋的洋流可以進去，但數量有限。所以這里也成為冰雪世界。這也許就是第四紀大冰期形成的地理條件。
這樣的海陸分布在短期內是不會消失的。這就是第四紀大冰期沒有結束的理論解釋。有些科學家主張氣候變冷的根據就是大冰期尚未結束，另一個盛冰期即將到來。但是要談論冰期，都是上萬年的事，誤差也會上萬年，他們的預言是否屬實，要等幾萬年之后才能證實。
冰后期的10000多年里雖然氣候變化的幅度減少了，但仍然存在著顯著的變化。在這一時期里由于人類已經進入文化時代，所以可以通過考古發現的文物推斷出當時的氣候特點。特別是在有了文字之后，又多了文字的記載，人們對當時氣候的認識更清楚了。
大約在3000年到7000年之前的一段時期，地球是非常溫暖潮濕的。西安半坡村遺址是6000之前的遺物，安陽殷墟是3000多年前殷商的首都，以后又出現了夏朝首都王城崗遺址等等，都證明了那時的暖濕氣候。在這些遺址里發現竹鼠、水牛等亞熱帶動物的骨骼，特別是在殷墟發現許多野象的遺骨，一片甲骨文中還記載打獵時捕獲的一頭野象，說明當時河南北部有不少野象生存。王城崗與殷墟有不少用大蚌做的用具，而這樣的大蚌現在只能在長江流域生存。這些發現證明了那時黃河流域的氣候同現在的長江流域相近。
歷史記載，夏禹治水之前洪水泛濫成災，說明那時雨水很多。應當提到的是，在夏禹的時代黃河下游是地勢低洼的平原地區，即使常年不下雨也是洪水四溢的。夏禹治水是為了在低洼地區開辟農田，這同后來防洪抗旱是不同的。
在歷史上也出現過比現代更冷、更旱的時期。例如南北朝時代就比現在寒冷很多，竺可楨比較了《齊民要術》的記載與現代生物開花、結實的具體時間，發現那時比現在要遲約1個月。那時黃河中下游的氣候同現在的北京差不多。近500年也是一個寒冷時期，這是世界性的，國際學術界稱之為“小冰期”。
到了近500年之內，各地的地方志就更為普及與詳細了。全國有10000多種地方志，從中可以查到各地每年的氣候與年景，以此作為基礎，在中央氣象局研究所的主持下，在20世紀70年代繪制了500年旱澇等級圖集，這是世界上年代最長的氣候圖集，在當前國內外得到普遍的應用。
根據500年資料，500年中最嚴重的旱災是崇禎末年的連年大旱。在5級旱澇等級中，5級是10年一遇的大旱，但5級不是平均分布在各個時期的，而是集中在干旱的時段里。在1637年到1641年的5年里，華北地區有5年的平均等級值都超過4級或接近5級。李自成的起義就是發生在連年大旱，人們無以為生的情況下。
1823年（道光三年）的大澇，給清王朝極大的打擊。這年的大澇在京城所在的直隸（今京津冀）與全國糧倉的長江三角洲尤其嚴重。兩地不但“平地行舟”，而且經過大臣們的多次考察，直到年末，洪水仍淹沒大片土地。這在20世紀未曾出現過。
進入20世紀，不但全國已經建立了一些觀測網點，報刊上也常常刊登關于災情的調查報告。從這時開始，氣候的描寫才可能更為準確與定量化。
在過去100年里，氣候主要可歸納為兩個特點。一個是兩次明顯升溫，另一個是降水呈現波動性變化。
第一次升溫大約從19世紀的末期開始，全球，也包括中國的氣溫明顯上升，30年代到40年代是氣溫的最高期。正是在這個時期，世界大戰與其它戰爭頻頻發生，人們的注意力集中在戰爭上，這次升溫并沒有引起人們的過多關注。
第二次升溫到20世紀的80年代就很明顯了。90年代更達到了溫度的最高期。在我國升溫最多的是我國北方，全世界也是在高緯度地區升溫比低緯度地區升溫明顯。在其它各地升溫較少，有些地區（如我國長江流域一帶），甚至還有降溫。
由于高緯度地區升溫多，這就使得南北溫度差異減小了。這與大氣運動與溫度分布不均勻有密切關系。溫度差別越大，引起的氣流也越強。現在南北溫差減小了，自然也就引起氣流減弱，從大洋輸入大陸的水汽也就減少了。加上升溫又引起蒸發加強，所以有的科學家預測在人口稠密的中緯度地區有干旱化的可能。
由于氣溫升高，氣候帶向高緯度方向移動，有些不能適應新的氣候的物種因此滅絕。氣溫升高，也影響到海水升溫膨脹，大陸的冰雪融化，也使海平面上升。海岸帶是全球經濟最發達的地帶，海水上升和入侵使這一地帶受到淹沒和風暴潮等海洋災害的影響加強了。
因此，全球升溫被看作是引發許多災害的禍根，得到科學界高度重視，各種國際科研協作紛紛展開。不少國家元首和政要也紛紛發表聲明，許多國際會議和政府間的協作也接連出臺，表現了人們對氣候與氣候變化從未有過的關心。
近百年降水呈現波動性變化，但旱澇災害卻顯著加劇了。在20世紀里，我國出現過3次長江流域特大水災，這就是1931年、1954年和1998年。這三次大水并不是“南澇北旱”，而是全國性多雨，1998年在松花江還出現特大洪水。但是，給人們印象最深的還是干旱。從1965年開始，華北就進入了干旱期。雖然其中有幾年雨水較多，但卻未能改變干旱趨勢。
現代氣候變化與趨勢
從第二次世界大戰后的20世紀下半葉開始，一個新的災害高發期出現。以全球增溫為代表的氣候變化使人類首次認識到，在現代的氣候災害中有人類的影響，而且影響越來越大。這樣，就使得氣候從一個自然問題轉變成人類與自然之間的相互影響的問題。在這個轉變中出現了兩個全新的概念。
第一個概念是氣候資源。這個概念把氣候同經濟活動結合起來，使氣候獲得了重大價值。氣候災害實質上就是氣候資源的反面，氣候災害從反面證實了氣候資源的重大意義。
氣候變化因此就成了氣候資源的變化，它不只影響生產的環境，而是影響生產所需的原料與能源，降水是最先成為資源的一種氣候要素。太陽能與風能在現代已經變成重要的能源。無污染的空氣與淡水現在也變成了重要資源。氣候變化影響到這些資源的變化，因而出現了新的內容。
第二個變化是氣候系統概念的提出。所謂氣候系統，按世界氣象組織的定義，是一個包括大氣、海洋、大陸、冰雪與生物圈在內的龐大系統。氣候變化引起系統內成員的變化，也即引起全球變化。其他成員的變化也會引起氣候變化。人們砍伐植被早就成為影響氣候變化的重要環節。人類熟知的厄爾尼諾也是赤道太平洋海溫的變化影響氣候變化的例子。
然而，系統內卻沒有提到人類。應當說，人類已經是氣候變化的重要原因。特別是，人類的影響是一個新的因子，由于這個新的因子的出現，就打破了原有各個因子之間的平衡關系，所以其后果尤為嚴重。
國際科學界研究的結果，認為大氣中溫室效應的增強是全球增溫的導因。溫室效應是大氣原有的物理性質，正是它的存在，使得氣溫能夠平衡在一定的水平上。但人類在生產過程中排放的二氧化碳等溫室氣體，增強了溫室效應的影響，因而破壞了原有的平衡，引發了全球增溫的趨勢，這個趨勢不是自然趨勢，不會通過自然界內部的自我調世界秘書網版權所有,節機制而消失，因而更值得注意。
這兩個新的概念性變化，使得氣候變化具有很大的經濟意義與全球意義，也使人們對氣候的認識從一種自然現象轉變到人類與自然界龐大系統的總體認識。如果說，過去主要是人類如何適應氣候的問題，現在就成了人類如何調節自己的行為方式，合理地處理同地球各大圈層之間的關系，使得各種間接與直接的影響相互抵消，達到保護原有的平衡狀態的目的。
但是人類是要發展的，發展是永無終止的過程。那么，在發展中如果是產生和加強的影響互相抵消，就成為發展的一個基本原理，而要達到這一點，就不能不對未來生產與生活方式做出全面的設計與管理。
過去，我們把氣候作為一種純自然現象，認為沒有必要把它與人類的發展方式相聯系，而現在卻已經到了非聯系起來不可的時候了。我們的一切科學技術也必須與之適應。
在氣候資源中，變率最大而影響最為顯著的是降水的變化。在西亞甚至還出現水比油更貴的情況。我國古代華北地區就已有“春雨貴如油”的諺語，說明我國是感悟降水的資源性質最早的國家之一。
大陸上的一切水資源都來自降水。水資源實質上就是氣候資源的衍生物。但是，反思過去，我們就會發現，正是人類自己作了許多惡化水資源的事。這也許就是現代水荒形成的重要原因。
事件之一是砍伐森林。在工業時代之前，樹木是人類的惟一能源，又是最主要的建筑材料。更有甚者，生態繁榮的土地正是人類生活與生產最適宜的土地。于是，又產生了植被與人類之間最嚴酷的土地之爭。其結果，人類勝利了，植被與在其中的生物則遭滅絕之災。
然而，森林植被又是土壤最有力的保護者。失去了植被的保護，土壤就會沙化，或發生嚴重的水土流失。這就是環境退化的重要原因。
土壤能含蓄大量雨水，據研究，1米深的土層至少可涵蓄100毫米的降水量。失去了這個巨大的土壤水庫，就是加劇干旱氣候的影響的重要原因之一。這樣，植被破壞形成了一個災害鏈，而災害鏈的終端正是人類自己。
另外，隨著工業化，世界出現聲勢浩大的城市化過程。在市區，1平方公里的面積上聚居著幾萬人口。即使降水量多達1000毫米以上，人均也不過幾十立方米。何況這些雨水經過污染與流失，幾乎難以再利用。
因此，維持一個城市的存在，必須大量從外地調水，而從外地調水最方便的就是河水，即水文學中所稱的徑流。徑流只是雨水中的一小部分。在華北這樣降水不多的地區，徑流只占降水量中的約20%，而在干旱年份，甚至出現河流斷流的情況。換言之，人們放棄了對全部降水量的利用，而集中使用風險極大的這20%的水量，這哪能不出現水荒。
上面只是重點談到水的問題，其他問題何嘗不是這樣？例如，全球增溫使溫度也出現了很大異常。在過去，我們很少知道熱害，而現在熱害卻變成了經常的現象。與北京同緯度的西班牙出現過50℃的高溫。北京北面的避暑勝地，清代皇室的“避暑山莊”所在的承德，也出現43℃以上的高溫，倫敦、哈爾濱等地也接連出現罕見的高溫。在這樣的情況下，北京出現45℃以上的高溫就成為完全可能的威脅。
人們戰勝低溫是有辦法的。但面對高溫惟一可依靠的是空調機。所以每到高溫期就是耗電的高峰期。但是耗費大量能量所得的并不是真正的涼爽，而是“以鄰為壑”，即把室內的熱量轉移到室外，使路上行人更感炎熱。
由此可見，氣候問題自從20世紀70年代開始已經同人類社會經濟的發展與自然界的保護問題融合成一個問題。如果說，以前人類對于氣候的主要態度是如何適應它，那么現在就應當轉變成如何規劃和管理好各種生產與生活行為，爭取在發展中保護好自然界，使之維持適宜的氣候。這就是所謂可持續發展。
對此，國際科技組織作了大量工作，從1972年聯合國環境大會開始，接連召開了糧食、水等為主題的一系列大會。各次大會幾乎得到一個共同的結論。氣候是最不穩定、最敏感、影響面最廣和最直接的環境因子。從此，氣候成為一個熱門話題，為人們密切關注。
20世紀的最后十年被定為“聯合國減災十年”，這是人類對減災所作的第一次努力，然而在這個十年之末與隨后幾年，氣候災害并未減少，反而更為嚴重。由此可見，氣候不是一個容易解決的問題，為此，人們要有清醒的認識與長期的努力。
孔子在《中庸》一書中指出：“萬物并育而不相害，道并行而不相悖，小德川流，大德敦化，此天地之所以為大也。”生態系統就是一個很好的例子，它在一定的環境之下，各個物種雖然規律不同，但卻相互依賴，相互支持，形成物質與能量的良性循環，既達到了各個物種的繁榮發展，又優化了環境與資源。
但是人類發展所走的并不是這一條路。各生產部門在追求經濟利益的前提下各自發展，爭奪有限的資源，不顧自然界的承受能力，因而各業之間并不是“不相害”的，個人所行之道并不是“不相悖”的。正是這種無序的競爭，使資源浪費，危機迭出。重溫孔子的哲理，再看看生態系統之中的良性循環，使人類不能不有所醒悟。
生態循環所產生的物質資源滿足不了人類發展的需要，這正是人類發展越出生態循環的軌道，產生資源與環境危機的原因。但人類完全可以按生態循環的原理，把現代生產與生活建成良性循環的系統。這就要求人們按孔子所提出的使各種生產與生活過程（小德、小規律性），服從相互協調（大德、大規律性）的需要。如果這樣，氣候資源也會多得使人用之不盡，各種廢棄物也將轉變成再生資源。永遠循環利用，不會造成污染與環境退化的惡果。
這種情形，在不少先進地方，可以說已經實現了，也預示在全球的實現有光明的前景。
以色列是一個土地面積只有1萬多平方公里，人口只有400多萬的小國。60%以上的國土的年降水量不到200毫米，但農產品自給率卻達到95%，還有高達12億元的農產品出口。其方法就是千方百計擴大水資源利用，包括廢水凈化，海水淡化，全國統一按嚴格的用水指標，進行水量分配，做到了“小德川流，大德化育”，所以盡管氣候十分干旱，卻并不受缺水的約束而停止發展的步伐。
我國的黃河流域，在20世紀80年代以后幾乎年年斷流，然而在十分干旱的2000年卻并不斷流。奇跡是如何創造的呢？據媒體介紹是“黃河中上游的有關部門在各自遭受特大干旱的情況下，克服種種困難，認真執行黃河水利委員會的水資源調度指令，及時加大泄水量”。原來多年來愈演愈烈的黃河斷流是各種能夠克服的“困難”引起的。塔里木河、黑河也多年斷流，同樣按照此方法，調節用水，恢復了流水。
至于在生產上只干旱之中奪豐收的奇跡，更是層出不窮，其中有許多。是在并不引人注意的地方做了改進，卻把一個地區從貧窮引向了富裕。晉中平原的壟蓋溝種，渭北高原的以肥促水，黃淮海平原的林糧間作等等都是著名的例子。
在甘肅定西地區，有采用黃土高原引雨水入水窖的傳統，但是在擴大了應用規模，而且采用了滴灌后，終于擺脫了貧困，甚至干旱之年獲得了豐收。
近年來，人們注意了城市綠化，使城市環境大為改進。但城市畢竟是人口聚集之地，面積有限。然而建筑物與綠化之間并無不可調世界秘書網版權所有,和的矛盾。如果按“小德川流，大德敦化”的原則，實行建筑物綠化。例如，屋頂植樹種草，陽臺種花種菜，墻面爬滿藤科植物，一座建筑物就便成綠色山丘。一座城市就出現了層巒疊翠的景觀，城市也部分地回歸了自然。
以上講到的并不是已經普遍推廣的事實，但卻是在最近幾十年中涌現出來的新事物，說明人類在與氣候的較量中，正在邁出重要的一步。現在是一個科技高速發展的社會。電視、手機等都是在不到20年就已普及的。當代綠化也出現了強勁的勢頭。雖然在目前仍不能盡如人意，例如在綠化的同時，還存在大量破壞植被的現象。一個排污最多的國家卻不支持限制溫室氣體排放量的協定。然而，科學必然戰勝無知，現在的失利不過是在勝利的過程中的曲折。在21世紀里必將克服，這許多有效的個別奇跡也將成為人類共同的愿望，在全球推廣。那么，21世紀不但是一個氣候災害最嚴重的世紀，也將會是一個氣候災害開始全面減少的世紀。從這個世紀開始，人類將走出氣候災害的陰影，進入一個指點萬物，和諧共榮的時代。那時人類將不再是對氣候只能消極適應，而是在龐大的氣候系統里實現“小德川流，大德化育，次天地之所以為大也”的理想境界。那時水資源將會循環利用，既無水荒，也無水患，冬夏互濟，寒暑均勻，一個新的伊甸園，即由人類自己設計與調控的伊甸園，將會來到地球。
