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楊煜達(dá)談千年中國(guó)時(shí)空尺度下的極端旱澇

2024年4月20日,復(fù)旦大學(xué)和中國(guó)地圖出版社集團(tuán)有限公司在北京共同舉辦了“構(gòu)建人與自然生命共同體,應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)——‘世界地球日’院士專(zhuān)家研討交流會(huì)暨《中國(guó)千年區(qū)域極端旱澇地圖集》

楊煜達(dá)(章靜繪)


2024年4月20日,復(fù)旦大學(xué)和中國(guó)地圖出版社集團(tuán)有限公司在北京共同舉辦了“構(gòu)建人與自然生命共同體,應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)——‘世界地球日’院士專(zhuān)家研討交流會(huì)暨《中國(guó)千年區(qū)域極端旱澇地圖集》新書(shū)發(fā)布會(huì)”。由復(fù)旦大學(xué)中國(guó)歷史地理研究所楊煜達(dá)教授主編、中國(guó)地圖出版社、中華地圖學(xué)社出版的《中國(guó)千年區(qū)域極端旱澇地圖集》正式出版。作為反映中國(guó)區(qū)域極端旱澇時(shí)空分布的專(zhuān)題歷史地圖集,《中國(guó)千年區(qū)域極端旱澇地圖集》充分發(fā)揮我國(guó)歷史文獻(xiàn)資料豐富的優(yōu)勢(shì),系統(tǒng)地利用了正史、方志、檔案、文集、日記等歷史文獻(xiàn),梳理其中包含的旱澇信息,分區(qū)域識(shí)別公元1000年以來(lái)發(fā)生概率為10%的極端旱澇事件,將其表達(dá)在地圖上。在千年尺度上,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域極端旱澇事件的均一識(shí)別,收錄旱澇數(shù)據(jù)達(dá)12萬(wàn)余條,繪制極端旱澇年份圖達(dá)433幅,并在每幅圖下附有相當(dāng)篇幅的文字說(shuō)明,讓讀者“知其然且知其所以然”。

在這篇專(zhuān)訪中,楊煜達(dá)教授對(duì)歷史氣候研究中文獻(xiàn)資料的處理和運(yùn)用,新圖集中數(shù)據(jù)的生成和理解等相關(guān)問(wèn)題做了解答。

《中國(guó)千年區(qū)域極端旱澇地圖集》


1981年氣象科學(xué)研究院出版了《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》,此次出版的新圖集在時(shí)間尺度上向前推進(jìn)了近五百年,“千年”這個(gè)時(shí)間尺度是如何確立的?

楊煜達(dá):談歷史時(shí)期氣候變化的研究,當(dāng)然要提竺可楨先生的工作,他在1972年發(fā)表的《中國(guó)近5000年來(lái)氣候變化的初步研究》是里程碑式的。近些年來(lái)公眾關(guān)注全球變暖,竺先生的工作已經(jīng)被大眾普遍地認(rèn)識(shí)到了它的重要性和科學(xué)意義。而氣候變化有兩個(gè)方面,一是溫度變化,二是干濕/降水的變化。竺先生的這篇文章主要關(guān)注溫度變化,而歷史時(shí)期中國(guó)的干濕/降水變化體現(xiàn)在另一個(gè)很重要的突破性工作上,就是中國(guó)國(guó)家氣象局氣象科學(xué)研究院在1981年出版的《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》。目前來(lái)講,這個(gè)研究的公眾知曉度不高,它的學(xué)術(shù)意義,我們現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)得還不夠。

《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》


中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)立國(guó)的國(guó)家,歷史上關(guān)于旱澇的記載是比較多的,所以歷史時(shí)期的干濕變化是現(xiàn)代學(xué)者很早就關(guān)注的領(lǐng)域。上世紀(jì)三四十年代就有學(xué)者做過(guò)這方面的研究,比如河南旱澇周期的研究,但是這些研究和早期研究歷史時(shí)期溫度變化的做法一樣,是從歷史數(shù)據(jù)里整理出數(shù)據(jù)變化的波動(dòng),但是怎么將其與現(xiàn)代的溫度變化或者干濕變化建立起聯(lián)系呢?中國(guó)東部地區(qū),因?yàn)榈貏?shì)決定了太行山以東以平原為主,沒(méi)有大的地理障礙,那么溫度上的空間一致性比較強(qiáng),但降水不是這樣。所以,竺可楨先生在個(gè)人有限的精力下,他最終的文章主要呈現(xiàn)的是氣溫的變化。降水的空間一致性沒(méi)有那么強(qiáng),那么文獻(xiàn)中記載的旱澇變化如何與現(xiàn)代器測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),一直是歷史時(shí)期旱澇研究面對(duì)的問(wèn)題?!吨袊?guó)近五百年旱澇分布圖集》的重要性在于建立了一個(gè)可以和現(xiàn)代比較的可信的數(shù)據(jù)平臺(tái),基本解決了這個(gè)問(wèn)題。它建立了一個(gè)可以和現(xiàn)在銜接的500多年來(lái)覆蓋中國(guó)東部地區(qū)干濕變化的基本數(shù)據(jù)集,這個(gè)數(shù)據(jù)集后來(lái)被納進(jìn)了地學(xué)基本數(shù)據(jù)手冊(cè),這個(gè)工作是非常重要的。

現(xiàn)在我們的工作在《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》的基礎(chǔ)上向前推進(jìn)了近500年,這是因?yàn)槲覀兊难芯亢汀吨袊?guó)近五百年旱澇分布圖集》研究的性質(zhì)有不同?!吨袊?guó)近五百年旱澇分布圖集》表達(dá)的是在時(shí)間和空間上的一個(gè)連續(xù)的干濕變化的序列。但是由于歷史文獻(xiàn)存在時(shí)間和空間分布上的不均衡,這就導(dǎo)致學(xué)者無(wú)法對(duì)1470年之前大部分的地方建立起連續(xù)的數(shù)據(jù)序列。而我們研究的是極端的旱澇事件,這是旱澇事件里的一個(gè)特殊類(lèi)型。歷史文獻(xiàn)有一個(gè)基本特征——記異不記常,那么,我們通過(guò)統(tǒng)計(jì)的分析,對(duì)資料的分析,有理由認(rèn)為現(xiàn)在的資料體系能夠支撐我們把極端旱澇的識(shí)別工作延伸到過(guò)去1000年。

相較于《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》,在1470年之前,我們做了中國(guó)東部地區(qū)(華北和長(zhǎng)江流域)的58個(gè)站點(diǎn),新增了1萬(wàn)多個(gè)數(shù)據(jù),這是《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》沒(méi)有的數(shù)據(jù),但是這些數(shù)據(jù)不能支撐我們?nèi)プ鲆粋€(gè)像前者那樣比較精細(xì)的分布情況。所以,單純比較這兩個(gè)工作是有些不合適的。

《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》從1470年開(kāi)始,新圖集的第一階段為1000-1469年,第二階段也是自1470年始,可以解釋一下1470這個(gè)年份的特殊性嗎?

楊煜達(dá):為什么從1470年開(kāi)始,實(shí)際上這是由我們利用的歷史資料的特性決定的。剛才說(shuō)由于降水的空間一致性沒(méi)有這么強(qiáng),研究時(shí)要同時(shí)考慮旱澇的時(shí)間和空間特征,那么中國(guó)有一類(lèi)歷史資料顯得尤其重要,就是地方志。地方志可以具體到各個(gè)縣的旱澇情況,可能跟其他資料比,地方志的記載比較簡(jiǎn)單,但有相對(duì)明確的時(shí)間、空間、旱澇程度的信息,這對(duì)于我們考慮旱澇的時(shí)空差異非常重要。而從歷史氣候研究利用地方志資料的情況來(lái)說(shuō),一個(gè)基本認(rèn)識(shí)就是,地方志資料大量保存下來(lái)是在1470年以后?!吨袊?guó)近五百年旱澇分布圖集》當(dāng)時(shí)用了2000多種地方志,而此后四十年來(lái),整個(gè)學(xué)術(shù)界包括我們團(tuán)隊(duì)對(duì)于相關(guān)資料的搜集、整理,能夠比當(dāng)年看到更多的資料,但即使如此,在對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行分析之后,依然證明1470年是資料記載出現(xiàn)系統(tǒng)性轉(zhuǎn)折的一個(gè)時(shí)間。所以不管是我們還是《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》都選擇1470年作為一個(gè)分界點(diǎn),是基于這個(gè)原因。

新圖集講千年尺度分了四個(gè)階段(第一階段:1000—1469年;第二階段:從1470年開(kāi)始,各區(qū)域截至?xí)r間大致都在17世紀(jì)中后期;第三階段:17世紀(jì)中后期-1949年;第四階段:1950—2020年),為什么這么分?

楊煜達(dá):分四個(gè)階段實(shí)際上是和我們資料的特征有關(guān)系。

第一個(gè)階段是1470年之前。這個(gè)時(shí)期不管是華北、長(zhǎng)江中下游,還是華南,資料的主要來(lái)源都是正史和政書(shū)。1470之后我們還又分了三個(gè)階段,其中1470~1950年左右實(shí)際上是以地方志為主的階段,但是前后又不完全一樣。1470~1750/1700年左右,這個(gè)時(shí)間段的下限各個(gè)區(qū)域有所不同,有些放在1650年,有些在1660年,不是一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。像西南地區(qū)在1720~1730年代進(jìn)行過(guò)大規(guī)模的改土歸流,很多地方?jīng)]有記載,貴州一些地方就是空白的,資料更差一些,所以這里的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是放在1750年左右。這一階段大致以地方志為主,以正史資料為輔。此后的第三階段就是1750/1700/1650年之后,大部分區(qū)域就變成以地方志為主,以檔案資料為輔。1950年之后就是以器測(cè)資料為主。

說(shuō)到檔案資料,其實(shí)有一個(gè)階段我們沒(méi)有單獨(dú)分出來(lái),就是所謂近代,1870/1880年以后,不少地方開(kāi)始有近代器測(cè)資料。對(duì)于這部分近代器測(cè)資料,我們是這么考慮的,連續(xù)性比較好的,以近代器測(cè)資料為依據(jù),比如廣州、上海、北京、廈門(mén),連續(xù)性短的,那么還是以地方志為依據(jù)。至于第四個(gè)階段,對(duì)我們的團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),這不是我們研究的主要時(shí)段,這一段主要用現(xiàn)代器測(cè)資料的數(shù)據(jù),根據(jù)一定公式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

這個(gè)公式和《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》應(yīng)用的公式是同一個(gè)?

楊煜達(dá):大致是一樣。為什么這樣選擇?實(shí)際上我們?cè)诤芏喾矫媸抢^承了《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》的工作,這有幾方面的體現(xiàn),一個(gè)是站點(diǎn)的劃分,《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》分了120個(gè)站點(diǎn),我們分了124個(gè)站點(diǎn),在東部地區(qū)只有兩個(gè)站點(diǎn)不一樣——關(guān)中地區(qū)在西安之外,我們分出了寶雞,因?yàn)槲覀冋J(rèn)為關(guān)中東西部有一定差異,而且如今的資料可以支撐;另外就是我們?cè)谖髂隙喾至艘粋€(gè)宜賓站。第二個(gè)是在劃分的標(biāo)準(zhǔn)上我們和《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》做了銜接。就是按照《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》的大致標(biāo)準(zhǔn),1級(jí)和5級(jí)我們大致控制在10%,2級(jí)和4級(jí)我們控制在20~25%左右,三級(jí)我們控制在30~35%左右——大致的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有變,具體的我們有做得更細(xì)化。

為什么這樣做?首先,《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)考驗(yàn)的。除了原本做的時(shí)候有方法上驗(yàn)證外,后來(lái)有學(xué)者做過(guò)兩項(xiàng)很重要的工作來(lái)驗(yàn)證它。一個(gè)是北大大氣物理系的王紹武先生,1979年他在《地理學(xué)報(bào)》發(fā)表了一篇文章——《近五百年我國(guó)旱澇史料的分析》,他對(duì)《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》做的旱澇分析與現(xiàn)代數(shù)據(jù)做的旱澇分析一致。另一個(gè)就是張德二先生在1983年還是1984年的一篇文章,用上海站旱澇數(shù)據(jù)做的,她用現(xiàn)代的旱澇數(shù)據(jù)和過(guò)去的旱澇數(shù)據(jù)做了統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)二者具有一致性。所以《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》數(shù)據(jù)的科學(xué)性是被廣泛承認(rèn)的,是學(xué)術(shù)界公認(rèn)能比較好地反映中國(guó)的干濕變化情況。既然有一個(gè)現(xiàn)成的經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的大家接受的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn),我們應(yīng)該在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上繼續(xù)完善,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,而不是推翻了重新來(lái)做,沒(méi)有這個(gè)必要。

研究歷史時(shí)期的氣候變化,需要面對(duì)海量的歷史文獻(xiàn)資料??煞裣蜃x者介紹一下,歷史氣候研究中,不同類(lèi)型的歷史文獻(xiàn)資料是如何進(jìn)入學(xué)者視野,如何對(duì)其進(jìn)行使用的?

楊煜達(dá):現(xiàn)在用的資料大致可以分為四個(gè)類(lèi)型。

第一類(lèi)就是官書(shū)正史。中國(guó)有非常好的修史的傳統(tǒng),至少?gòu)乃抉R遷、《漢書(shū)》的時(shí)代起,就有很好的成體系地記錄災(zāi)害災(zāi)異,這個(gè)記錄連續(xù)性好,一直延續(xù)到清代,不間斷的,而且它是全國(guó)尺度的。那么這一套資料為我們做整個(gè)中國(guó)的氣候變化研究提供了一個(gè)最基本的信息框架。討論不同類(lèi)型資料的信息特征時(shí),我們做過(guò)一個(gè)比較,發(fā)現(xiàn)正史記錄的旱澇災(zāi)害的信息數(shù)量實(shí)際上是比較穩(wěn)定的。除了《元史》的記載相對(duì)混亂,記載比較少,從宋到明清,每個(gè)時(shí)段記錄的旱澇情況是相對(duì)穩(wěn)定的——但是方志資料中關(guān)于旱澇的記載在數(shù)量上就有一個(gè)非常大的不同,它增長(zhǎng)的趨勢(shì)非常明顯。正史和官書(shū)是最早進(jìn)入研究者視野的資料,這是最容易看到的。1470年之前,我們主要依據(jù)這套資料。

第二套資料就是地方志。我們說(shuō)中國(guó)有修志的傳統(tǒng),但是大規(guī)模的修志是從明代開(kāi)始,到現(xiàn)在,存世的地方志,就是民國(guó)以及民國(guó)以前的地方志應(yīng)該超過(guò)1萬(wàn)種,但是在認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)上可能有一些問(wèn)題,比如一些私人修的地方志,可能在體例上沒(méi)有官方修得那么規(guī)整,但是它也記載了地方上的很多信息,如果把這些也認(rèn)為是地方志的話,那么可能超過(guò)1萬(wàn)種。這些地方志分布非常廣泛,中國(guó)內(nèi)地有1000多個(gè)縣級(jí)政區(qū),基本都有地方志。在歷史氣候變化的研究里,對(duì)于干濕旱澇的研究,這是我們最基本的資料體系。這類(lèi)資料有一個(gè)特點(diǎn),它很分散,收集起來(lái)沒(méi)這么容易。特別是在傳統(tǒng)時(shí)代,以個(gè)人之力利用這套資料做研究很困難。所以何炳棣先生1950年代在美國(guó)國(guó)會(huì)圖書(shū)館利用地方志做研究的時(shí)候,他非常欣喜,因?yàn)楫?dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的學(xué)者基本上沒(méi)有機(jī)會(huì)接觸大量的地方志資料。國(guó)內(nèi)比較多地使用地方志還是在做“譚圖”的時(shí)候,那是一個(gè)很大的團(tuán)隊(duì),不是個(gè)人好比的。竺可楨先生對(duì)此很早就有考慮,當(dāng)時(shí)的地理學(xué)者,像徐近之在1950年代開(kāi)始收集地方志資料。五六十年代一些省份開(kāi)始由文史館或者氣象局收集旱澇災(zāi)害資料,到七十年代旱澇會(huì)戰(zhàn),全國(guó)各個(gè)省都參加,當(dāng)時(shí)很多省編了旱澇災(zāi)害資料。他們基本上不標(biāo)出處,有些資料抄錄的時(shí)候也不是原話抄的。后來(lái)張德二先生在這些資料的基礎(chǔ)上編了四冊(cè)的《中國(guó)三千年氣象記錄總集》,收了近8000種方志,還有正史的資料,其貢獻(xiàn)很大。這套資料也是我們編這個(gè)地圖集用的一個(gè)最基本、最廣泛的資料。當(dāng)然,我們把它做了數(shù)字化,并且進(jìn)行了復(fù)核??傮w上這套書(shū)的質(zhì)量很高,錯(cuò)誤率很低。

第三種類(lèi)型是檔案。檔案這個(gè)東西,應(yīng)該說(shuō)從古到今都有,但是我們現(xiàn)在能看到的主要是清代檔案,清代檔案中主要的是1723年以后的,1723年以前的檔案保留下來(lái)的很少,明代檔案也有一點(diǎn)保存,但保存量更少。這部分資料主要在北京第一歷史檔案館,一部分在臺(tái)北的故宮博物院,還有一部分是在臺(tái)灣“中研院”的歷史語(yǔ)言研究所,其他零星藏于北京大學(xué)圖書(shū)館、國(guó)家圖書(shū)館等。前些年系統(tǒng)出版過(guò)一些,但畢竟是少數(shù)。在七八十年代,這些資料普通人也很難接觸到。七十年代,中央氣象局組織人員去一檔館摘抄晴雨錄,后來(lái)他們出了一本書(shū)叫《北京250年降水》。到九十年代初,中科院地理所組織了一批退休的學(xué)者去抄了40多萬(wàn)件檔案,主要是雨雪分寸,后來(lái)這些資料做成了數(shù)據(jù)庫(kù)。到目前,這是歷史氣候方面最大規(guī)模的檔案整理。

第四種類(lèi)型就是文集,與前三類(lèi)資料相比,這就更分散了。宋以前的文集數(shù)量相對(duì)有限,比較好一網(wǎng)打盡。九十年代初,我們所滿志敏老師組織過(guò)老師對(duì)正史和當(dāng)時(shí)能找到的文集做過(guò)卡片,就當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)遺漏不多,后來(lái)我們將這些卡片資料做了數(shù)字化。從文集的角度來(lái)說(shuō),清代文集是最多的,我系統(tǒng)查過(guò)現(xiàn)在的幾部大的書(shū)目,圖書(shū)館登錄的目錄有6萬(wàn)多種,沒(méi)有登錄的不知道還有多少,膽子大一點(diǎn)說(shuō)有10萬(wàn)種可能也不離譜。就算6萬(wàn)多種,這個(gè)量是很大的。我做博士論文的時(shí)候?qū)ι婕霸颇系淖鲞^(guò)目錄,我也全部翻過(guò),其中有天氣氣象記載的應(yīng)該有10%~20%。記載比較集中的,主要在日記,這部分前些年出版得很分散,這幾年像國(guó)家圖書(shū)館出版的歷代日記叢抄,這塊我們做了數(shù)據(jù)。基本上,我們能看到的日記都有做數(shù)據(jù)的收集整理,一直在慢慢積累。但是這塊資料對(duì)于我們研究旱澇分布幫助沒(méi)有那么大,為什么?一方面每部日記記錄的時(shí)段短,第二個(gè)它分辨率高,這反倒不見(jiàn)得好用。從資料來(lái)說(shuō),這很重要,可以做很多工作,但對(duì)我們做地圖集來(lái)說(shuō),幫助不大。

此外就是近代器測(cè)資料。近代器測(cè)資料主要是保存在海關(guān),還有就是傳教士保留下來(lái)的文獻(xiàn)。傳教士文獻(xiàn)我去找過(guò),那也是海量的,如果沒(méi)有明確線索的話,基本上是沒(méi)法找的,量很大,記載很零散。即使找到一些記載,它的連續(xù)性對(duì)于我們做全國(guó)尺度的圖集來(lái)說(shuō)也不適用。但從資料角度來(lái)說(shuō),它是有價(jià)值的。

研究歷史時(shí)期的氣候變化,肯定要對(duì)歷史文獻(xiàn)資料進(jìn)行“量化”,請(qǐng)您從學(xué)術(shù)史的角度談?wù)?,這個(gè)“量化”歷史記載的工作是如何展開(kāi)的?

楊煜達(dá):我們做歷史氣候的話,最基本的要求是我們要對(duì)過(guò)去不同時(shí)空尺度的氣候變化過(guò)程做一個(gè)解釋。先不講規(guī)律,我們要知道過(guò)去是怎么變的,但是研究現(xiàn)代氣候我們用的是器測(cè)資料,而用以研究古氣候和歷史氣候的資料,我們統(tǒng)一都稱(chēng)為代用資料,而過(guò)去不管是什么樣的代用資料,它們都不是現(xiàn)代儀器觀測(cè)資料。那么,我們的工作怎么和儀器做的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行比較,這是一個(gè)最基本的問(wèn)題。

那么作為歷史時(shí)期氣候變化研究最基本的代用資料,像歷史文獻(xiàn),它記載的內(nèi)容,從記載的目的來(lái)說(shuō),就不是為氣候變化而做的,不管是記載冷暖還是旱澇,都與我們的研究目的不相關(guān),也不是可以直接度量的。它關(guān)心的是什么,比如這次大災(zāi)死了幾萬(wàn)人,這次大災(zāi)波及哪些地方,而這些和我們研究需要的度量是不一樣的。那么,歷史氣候研究在方法上的一個(gè)關(guān)鍵,就是如何建立歷史文獻(xiàn)記載和現(xiàn)代儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)可以比較的方法平臺(tái),這個(gè)方法平臺(tái)簡(jiǎn)單來(lái)講就是我們說(shuō)的“量化”。

這里涉及兩個(gè)層面的問(wèn)題,第一個(gè)是性質(zhì)的判定。以旱澇來(lái)說(shuō),旱、澇、正常,這是性質(zhì)的判定;性質(zhì)的判定之外是程度的判定,旱到什么程度,澇到什么程度。一般人也許認(rèn)為程度的判定才是量化,但事實(shí)上在歷史氣候研究中,性質(zhì)的判定也屬于量化。旱、澇、正常,本身是包含了量化的。從溫度變化來(lái)說(shuō),為什么說(shuō)竺可楨先生那篇文章的工作重要,重要在于它發(fā)展了歷史物候?qū)W的方法,找到了溫度變化可以計(jì)量的方法。以前我們講溫度變化,一直找不到一個(gè)合適的、讓大家信服的可以和現(xiàn)代溫度比較的平臺(tái)。那么干濕變化和溫度變化又不同。

反映干濕變化的文獻(xiàn)資料有這么幾個(gè)特點(diǎn):首先旱澇的空間差異大,找不到能夠整體說(shuō)明中國(guó)旱還是澇的資料;其次干濕變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系密切,降水少了,農(nóng)業(yè)上的反映就是旱,降水多了就是澇,歷史上記載旱澇的文獻(xiàn)資料遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出冷暖變化留下來(lái)的資料;再者,說(shuō)正常的情況,風(fēng)調(diào)雨順的時(shí)候偶爾在史書(shū)上歌功頌德,說(shuō)因?yàn)榛实凼ッ?,海清河晏,所以天下太平,但這樣的正常情況大部分時(shí)候是沒(méi)有記載的。留下史料多的,還是干濕異常的情況。那么,古代記載的旱澇情況是不是真的表達(dá)了我們現(xiàn)在說(shuō)的干濕變化呢?這是在方法上的一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題,那么,前面說(shuō)到過(guò),這個(gè)問(wèn)題在《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》的工作中得到了解決。

《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》是怎么解決這個(gè)問(wèn)題的呢?那套方法的基礎(chǔ)是保定氣象局的湯仲鑫提出的想法。他把與保定旱澇有關(guān)的歷史文獻(xiàn)記載按描述分了二十幾類(lèi),比如某地某年何時(shí)發(fā)大水“平地行舟”,然后根據(jù)文獻(xiàn)描述去找現(xiàn)代降水?dāng)?shù)據(jù),在現(xiàn)代如“平地行舟”的降水偏離是多少,由此建立二者的聯(lián)系。實(shí)際上,這個(gè)方法很直接。他最終按這個(gè)方法將保定的旱澇分了7個(gè)級(jí)別,大家覺(jué)得他這個(gè)方法好,就以保定為樣本推廣了這個(gè)方法。后來(lái)在推廣過(guò)程中又發(fā)現(xiàn),保定的資料好可以分7級(jí),但是在全國(guó)尺度上,不是每個(gè)地方的資料都能支持分7級(jí),所以,最終分了5級(jí)。關(guān)于這個(gè)方法的文章最終是在1977年發(fā)表在中央氣象局編的《氣候變遷與超長(zhǎng)期預(yù)報(bào)文集》上。

《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》之所以經(jīng)典,第一它找到了這樣一個(gè)方法,第二它經(jīng)過(guò)了檢驗(yàn)。實(shí)際上王紹武的文章做中國(guó)長(zhǎng)時(shí)期的旱澇空間分布模態(tài),主要是比較利用史料做出來(lái)的,過(guò)去五百年的旱澇空間分布模態(tài)和現(xiàn)代有器測(cè)資料時(shí)期的旱澇空間分布模態(tài)大致是一樣的,這就證明在大尺度上文獻(xiàn)的記錄是可靠的。所以這套數(shù)據(jù)后來(lái)能進(jìn)入張家誠(chéng)先生主編的《地學(xué)基本數(shù)據(jù)手冊(cè)》,使用得非常廣泛。

客觀上來(lái)講,現(xiàn)在看這套數(shù)據(jù)有些地方是可以改進(jìn)的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)一些數(shù)據(jù)是各地方氣象局做的,他們對(duì)資料和標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)會(huì)不見(jiàn)得這么一致,且當(dāng)時(shí)條件所限,能看到的史料比現(xiàn)在少得多。所以我們這次做圖集的時(shí)候又改了不少。有一些地方原來(lái)有數(shù)據(jù),我們改成了沒(méi)數(shù)據(jù),因?yàn)槲覀兏鶕?jù)現(xiàn)在看到的文獻(xiàn)找不到它原本的數(shù)據(jù)來(lái)源、定級(jí)依據(jù),而我們可以負(fù)責(zé)任地講,我們現(xiàn)在看到的資料肯定比當(dāng)時(shí)多,在這種情況下,我們只有舍棄。還有一種情況是,當(dāng)時(shí)看到的資料不充分,可能它定為2級(jí),而我們現(xiàn)在看到的資料更多了,認(rèn)為應(yīng)該定為4級(jí);或者當(dāng)時(shí)限于資料局限沒(méi)有定級(jí),現(xiàn)在我們找到資料補(bǔ)充了定級(jí)。這些改動(dòng)的量也是不小的。

這次新圖集的工作是要建立傳統(tǒng)旱澇記錄和現(xiàn)代觀測(cè)記錄間可以比較的平臺(tái),而且要判定和識(shí)別“十年一遇”的極端事件,這個(gè)“量化”工作較之前有何不同?

楊煜達(dá):判定和識(shí)別所謂的極端旱澇事件,它的重點(diǎn)實(shí)際上是在識(shí)別上。就是說(shuō),不管我們是做一個(gè)區(qū)域內(nèi)某個(gè)時(shí)段的旱澇分布還是某個(gè)區(qū)域長(zhǎng)時(shí)段的旱澇變化,都是對(duì)區(qū)域的旱澇情況進(jìn)行判斷,從方法上講,這個(gè)工作基礎(chǔ)還是對(duì)旱澇進(jìn)行定級(jí),只是定級(jí)的方法我們有一些改進(jìn),做得更具體。比如“雨雹”,過(guò)去可能會(huì)據(jù)此將其定為偏澇,但實(shí)際上這是一個(gè)小尺度的天氣事件,下冰雹的區(qū)域都很小,對(duì)整體的降水量影響微乎其微,這次工作中,全部的“雨雹”我們都沒(méi)定級(jí)。再如“蝗災(zāi)”,以前把它看作是偏旱的一個(gè)標(biāo)志性描述,但是現(xiàn)在看文獻(xiàn),如果只說(shuō)是“蝗災(zāi)”,我們是不單獨(dú)定級(jí)的,因?yàn)榭紤]到還有水蝗,除非文獻(xiàn)中具體說(shuō)是“旱蝗”或者“旱”。類(lèi)似如此,我們的定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)比以前更細(xì)化。

另外,與之前的工作相比,我們給出了站點(diǎn)具體的地理范圍和沿革,所以我們這個(gè)圖的序圖中包括了歷史政區(qū)圖?!吨袊?guó)近五百年旱澇分布圖集》出版的時(shí)候,“譚圖”還沒(méi)有出來(lái),所以當(dāng)時(shí)沒(méi)有辦法做這個(gè)工作。比如說(shuō)江陵站,在以前的圖集中,它就在現(xiàn)代的荊州,但是歷史上江陵站的范圍有多大無(wú)法在地圖上表達(dá)。我們做站點(diǎn)的政區(qū)沿革表,做了二十幾個(gè)斷面,最終出版的時(shí)候選定了十一個(gè)時(shí)間斷面。

在提高站點(diǎn)等級(jí)判斷的確定性的基礎(chǔ)上,我們的工作主要是識(shí)別。以前鄭景云老師他們做過(guò)中國(guó)極端旱澇的變化情況,我們的工作為什么要做分區(qū),分區(qū)域可以比較好地表達(dá)中國(guó)具體區(qū)域的極端旱澇情況。我們分了七個(gè)區(qū)域,實(shí)際研究主要是四個(gè)區(qū)域——華北(溫帶季風(fēng)區(qū))、長(zhǎng)江中下游地區(qū)(北亞熱帶季風(fēng)區(qū))、華南(南亞熱帶季風(fēng)區(qū)),以及西南(西南比較特殊,它的季風(fēng)氣候受到的影響因素比較復(fù)雜),此外就是東北識(shí)別了1750年之后的情況、青藏高原內(nèi)部干旱區(qū)只是有條件地識(shí)別了站點(diǎn),沒(méi)有做極端旱澇的識(shí)別。

現(xiàn)在做極端事件識(shí)別,大體有兩種路徑,一種是閾值法,就是高于或低于某個(gè)數(shù)據(jù)都將其歸為極端,類(lèi)似24小時(shí)降水量達(dá)到多少毫米視為暴雨這樣的表達(dá);但這個(gè)方法不適用于我們的研究,我們用的是方法叫百分比閾值法。按照IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change,聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì))的說(shuō)法,極端氣候事件是指發(fā)生概率在10%及以下的氣候事件。我們的研究單位是年,10%基本上就是十年一遇,這個(gè)說(shuō)法在現(xiàn)代氣象學(xué)里用得不多,但是在氣候?qū)W里還是有的。百分比閾值法要求統(tǒng)計(jì)的時(shí)段更長(zhǎng),比如說(shuō)1990年以來(lái)最大的一次降雨,你不能就此而說(shuō)這是三十年一遇的大雨,如果根據(jù)統(tǒng)計(jì)的是1920年以來(lái),那么可能可以說(shuō)這是十年一遇的。我們把整個(gè)數(shù)據(jù)按照一定的方法來(lái)排序,選出其中最嚴(yán)重的10%,這就是我們要做的篩選工作。我們這個(gè)圖集的一個(gè)重要特點(diǎn)是,我們分了不同的時(shí)段,在不同時(shí)段上具體站點(diǎn)的判別上,篩選標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格程度會(huì)有所不同。就是說(shuō),在不同的區(qū)域上有不同的篩選標(biāo)準(zhǔn)。從最終的呈現(xiàn)來(lái)講,長(zhǎng)江流域和華北流域基本上采用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)識(shí)別,但是華南和西南是分階段識(shí)別。總體上來(lái)說(shuō)是用這種方法來(lái)構(gòu)建起不同資料系統(tǒng)建立起來(lái)的可以比較的一個(gè)平臺(tái)。代用資料與器測(cè)資料不同,它一定有不確定的地方、模糊的地方,但大致上是可以滿足我們的這種研究目的的。

以“十年一遇”或“近五十年來(lái)最大雨量”為例,請(qǐng)您為讀者科普一下在表達(dá)氣候事件時(shí)類(lèi)似表述背后的科學(xué)含義。

楊煜達(dá):以降雨舉例,“十年一遇”的大雨,就是較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),比如說(shuō)100年來(lái)這個(gè)地方最嚴(yán)重的10次大雨,它是其中之一,未必是最大的一次。如果說(shuō)某地近二十年來(lái)、三十年來(lái)降水量最大的一次大雨,那潛臺(tái)詞意味著在此之前還有比這次更大的大雨,至于它是不是“十年一遇”那要看它有沒(méi)有在較長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)最嚴(yán)重的10%中。

另外,讀者在新聞中常見(jiàn)的表述,與我們做研究,特別是本次圖集工作的相關(guān)表述有所不同。我們談?wù)摰氖侨珖?guó)時(shí)空尺度下的氣候事件,至少是區(qū)域的,比如華北十年一遇的大水。而新聞?wù)勀硞€(gè)氣候事件是有十分具體的限定的,比如北京遭遇“十年一遇”的大雨,它表達(dá)的只是北京,那放到華北這個(gè)區(qū)域中,這個(gè)區(qū)域有30幾個(gè)站點(diǎn),單個(gè)站點(diǎn)達(dá)到“十年一遇”這個(gè)幾率比30幾個(gè)站點(diǎn)這么大的區(qū)域同時(shí)達(dá)到“十年一遇”的幾率就低很多。如果只看新聞報(bào)道,就會(huì)覺(jué)得極端氣候事件越來(lái)越多,多得不得了。事實(shí)上,就極端氣候事件來(lái)說(shuō),極端高溫肯定是越來(lái)越多,這是確定的,但是談降水一定要看尺度,極端旱或極端澇事件還需要更多的研究。

對(duì)于處于季風(fēng)區(qū)的中國(guó)來(lái)說(shuō),降水的分布不均造就了不同的旱澇格局。請(qǐng)您談?wù)勗谇曛袊?guó)的時(shí)空尺度下的旱澇格局是怎樣的?

楊煜達(dá):中國(guó)大部分地區(qū)是季風(fēng)氣候,季風(fēng)氣候的顯著特點(diǎn)就是盛行風(fēng)向的季節(jié)性變化。

這一特點(diǎn)導(dǎo)致降水的季節(jié)變化大、年際變化大,中國(guó)的季風(fēng)氣候還有第三個(gè)特點(diǎn),就是降水分布的不均勻,存在典型的降水空間性特征。最典型的旱澇格局,就是南旱北澇、北旱南澇,還有南北旱中間澇,或者反過(guò)來(lái),南北澇中間旱。此外,以?xún)珊榻?,還有東旱西澇或者西旱東澇,這也是一種常見(jiàn)的旱澇格局類(lèi)型。還有同旱同澇,就是全國(guó)都旱或全國(guó)都澇。此外,我們?cè)谘芯恐幸部吹揭恍┬^(qū)域之間的同步性,比如西南旱的時(shí)候,東北經(jīng)常旱,西南特別澇的時(shí)候,松花江流域也經(jīng)常澇。1998年長(zhǎng)江大水就是這種情況。當(dāng)年長(zhǎng)江中下游的雨水并沒(méi)有很多,集中在上游,同時(shí),那年松花江澇得也很厲害。最近張瀟丹的研究發(fā)現(xiàn),漢江流域和華北大約有40%的極端旱澇是一致的。這種相關(guān)性不是非常穩(wěn)定的,氣候的復(fù)雜性在于它受到的影響因素太多,目前我們還沒(méi)有很好的解釋。下一步我們會(huì)比較關(guān)注不同時(shí)段內(nèi)什么樣的旱澇類(lèi)型占主導(dǎo),比如小冰期、中世紀(jì)溫暖期占主導(dǎo)的旱澇類(lèi)型有沒(méi)有明顯差別?

做這樣的分析是認(rèn)為冷暖與降水有關(guān)嗎?

楊煜達(dá):我們認(rèn)為可能會(huì)有關(guān)系,但還得做了研究才知道?,F(xiàn)在都說(shuō)未來(lái)變暖,那么,在變暖的趨勢(shì)下,中國(guó)的旱澇格局會(huì)是怎么樣的?所以我們一定會(huì)做這個(gè)問(wèn)題。前幾年Nature發(fā)過(guò)一篇文章,從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來(lái)談近50年來(lái)中國(guó)華北地區(qū)的干濕變化。這個(gè)討論當(dāng)然很有意義。那么,我們關(guān)注的時(shí)空尺度更大,比如這篇文章講的近50年的干濕變化情形在更大的冷暖背景下,它到底是不是一個(gè)趨勢(shì)。

在之前與您的訪談中曾簡(jiǎn)單提及“極端氣候事件是否一定引發(fā)大災(zāi)害”的問(wèn)題,此次新圖集出版,我注意到,在對(duì)歷史文獻(xiàn)記載進(jìn)行“量化”的時(shí)候,蝗災(zāi)、饑荒、糧食價(jià)格、人口遷徙、流寇等描述都是量化的判定依據(jù)之一,那么,可否再來(lái)具體談?wù)勥@個(gè)問(wèn)題。

楊煜達(dá):在歷史文獻(xiàn)的記載中,自然災(zāi)害與其社會(huì)后果的這些信息是交織在一起的。所以,看到災(zāi)害后果,我們不能僅僅憑這個(gè)后果就進(jìn)行定級(jí)。比如文獻(xiàn)中說(shuō)“流民四散”,只是如此說(shuō),都不知道是因?yàn)楹禐?zāi)還是澇災(zāi),還是其他什么原因,那自然是無(wú)所依憑,只有在具體的災(zāi)害和社會(huì)后果結(jié)合的時(shí)候,我們才能對(duì)相應(yīng)的災(zāi)害定級(jí)。

再者,從災(zāi)害和社會(huì)的關(guān)系來(lái)說(shuō),災(zāi)害當(dāng)然是社會(huì)性的。尤其是對(duì)傳統(tǒng)文獻(xiàn)來(lái)說(shuō),沒(méi)有人或人類(lèi)社會(huì)不叫災(zāi)害,不會(huì)有記載。另外,社會(huì)是有韌性的。如果社會(huì)有好的準(zhǔn)備,即使面對(duì)很大的氣候異常,它造成的社會(huì)后果可能也是相對(duì)小的;而在一個(gè)混亂的社會(huì),小的災(zāi)害有可能導(dǎo)致大的社會(huì)結(jié)果。像愛(ài)爾蘭大饑荒損失人口近半,大量的愛(ài)爾蘭人一方面是餓死,一方面是移民。從災(zāi)害后果上來(lái)看,這無(wú)疑是非常嚴(yán)重的。事實(shí)上,這次災(zāi)害的原因就是馬鈴薯的霉變,加上遇冷這樣一個(gè)氣候事件,英國(guó)不是沒(méi)辦法防止,但當(dāng)時(shí)英國(guó)人完全棄之不理,于是造成這個(gè)結(jié)果。正面的案例,比如黃河,解放后極端降水不存在嗎?同樣存在,但是經(jīng)過(guò)解放后大規(guī)模的治理,像歷史上那樣嚴(yán)重的黃河的水文事件就減緩了許多。所以,極端氣候事件不見(jiàn)得一定導(dǎo)致極端災(zāi)害。

無(wú)論是《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》,還是這次出版的新圖集,從呈現(xiàn)的結(jié)果來(lái)說(shuō),都是一定時(shí)空尺度下的旱澇事件分布,其地理性更強(qiáng),而在歷史學(xué)界,學(xué)者對(duì)于氣候事件的關(guān)注更多是以區(qū)域研究/個(gè)案的形式呈現(xiàn),這兩類(lèi)研究您都有涉及,那以歷史學(xué)者的視角如何看圖集這一類(lèi)的研究成果?

楊煜達(dá):之前歷史學(xué)界對(duì)于《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》也有批評(píng),特別是基于一些學(xué)者在區(qū)域研究上的經(jīng)驗(yàn),一是覺(jué)得這個(gè)劃分標(biāo)準(zhǔn)不是太合理,二是認(rèn)為資料有漏錯(cuò)。那么,我想說(shuō)的是什么呢?《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》針對(duì)的是干濕的變化,歷史學(xué)處理這個(gè)問(wèn)題是從災(zāi)害史的角度來(lái)思考的。那么,災(zāi)害必然和后果產(chǎn)生關(guān)系,而對(duì)于《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》來(lái)說(shuō),旱澇只是災(zāi)害的一個(gè)致災(zāi)因子,它不關(guān)注災(zāi)害的全部。這就產(chǎn)生了分歧。舉例來(lái)說(shuō),一個(gè)地方五六月該下雨的時(shí)候沒(méi)有下雨,旱得不得了,七八月雨水又拼命下導(dǎo)致澇災(zāi)。那么,從區(qū)域社會(huì)來(lái)說(shuō),這個(gè)地方真倒霉,又旱又澇,并且旱和澇對(duì)地方的傷害都很大。但是在《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》里這種情況會(huì)被中和掉,這里要呈現(xiàn)的是這個(gè)地方到底是旱為主還是澇為主,于是在歷史學(xué)者看來(lái)一個(gè)嚴(yán)重的災(zāi)害,在地理學(xué)者做的旱澇評(píng)級(jí)中反倒變得不嚴(yán)重。這個(gè)是研究目的不一樣導(dǎo)致的錯(cuò)位的認(rèn)知。我覺(jué)得還是從各自的研究目的出發(fā)來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題比較好。

我們這個(gè)圖集又有所不同。我們首先考慮的是氣候的偏離值,也就是氣候的極端性。那么極端性又有一個(gè)單位的問(wèn)題,就是分辨率的問(wèn)題。實(shí)際上,和《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》一樣,我們考慮在具體的一個(gè)雨季的偏離值,而內(nèi)部的差別,我們反映得可能不是那么好。研究目的決定了我們?nèi)绾翁幚頂?shù)據(jù),我們要處理成這個(gè)樣子才符合科學(xué)要求。

做區(qū)域的個(gè)案和全國(guó)尺度的研究是不一樣的。比如我做清代昆明雨季的降水,利用檔案資料我可以分到9級(jí),但是在全國(guó)尺度上做不到。而且,我做昆明做9級(jí)也只能做200年,再往前就做不了,再往后也做不了,這是資料的特殊性決定的。就是說(shuō),在小尺度上我們可以有不同的分級(jí)方法,但是在全國(guó)尺度上,現(xiàn)在的5級(jí)分類(lèi)是目前最合理的,最能體現(xiàn)整體情況,可以進(jìn)行互相的比較,前后的比較。

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