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为什么一些中国古气候研究(近500年)多以1470年作为起始年份?是否最优?

已有 1228 次阅读 2019-11-1 13:10 |个人分类:地理科学|系统分类:观点评述

                                                     ——近500年中国及东部温度变化的一些刻画

                 ——1470趣闻:国外有说全新世准周期1470年±

                  ——1470年作为寒期起点与分割是否仍然最优?

                ——现在看来,1470年只是曾经的一个粗略估计

                ——据现有研究成果,1470年分界特征或显模糊

                ——依我国东部与南方而言,1470年有些偏后了

                ——从捕捉寒冷周期特征的角度,1400年或更佳

                ——《中国近五百年旱涝分布图集》分界仍便对比


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注:此图见于《中国历史时期温度变化特征的新认识》(葛全胜等,2002)。提醒:B、C仅为我国东部。 

  国内古气候、历史气候研究中,常见以1470年作为起始年份进行研究。以前我也没有特别留意如此选择的原因,只是感觉与朝代及文献丰富程度相关。前两天,有位年轻朋友问我为什么选1470年。我一时也说不出所以然。年轻朋友自己分析,可能与《中国近五百年旱涝分布图集》的年份选择(1470-1979)有关。因为这本图集影响大,其他一些研究往往以此为基础继续研究。

  可惜《中国近五百年旱涝分布图集》对于选择1470年作为起始年份语焉不详,未作说明。  

  竺可桢先生的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》(1972)是经典之作,1470年的提法,在该文中已经出现:“ 从表4和表5,可以看出,在这五百年中我国的寒冷年数不是均等分布的,而是分组排列。温暖冬季是在公元1550一1600年和1770一1830年间。寒冷冬季是在公元1470一1520,1620一1720和1840一1890年间。以世纪分,则以十七世纪为最冷,共十四个严寒冬天,十九世纪次之,共有十个严寒冬天。 ”

  另据北京大学王绍武先生《1470年以来我国华东四季与年平均气温变化的研究》(1990)一文介绍:“竺可桢(1973)根据河湖结冰及降雪落霜记载推侧公元15世纪到19世纪中叶为近五千年来第四个寒冷期,估计气温比目前低1℃左右。张家诚等(1976)进一步确定近五百年中有四次冷期。即1470-1520,1620-1720,1840-1890及1945年以后。”

  大体可以判断,1470的说法,起始于竺可桢文章中的表4,且表4中只有1476这唯一的1470年代的年份。竺先生只是对1476进行了宽泛的取整,取约数1470。这看来就是1470年的由来。在物理与气候意义上,1470年可视作一个新寒冷期的开始。张家诚先生等(气候变迁及其原因,科学出版社,1976)进一步确定近五百年中有四次冷期,如上述王绍武先生所言,其中包括“1470-1520”。

  2005年发表于著名刊物《Nature》的一篇名为《Possible solar origin of the 1,470-year glacial climate cycle demonstrated in a coupled model》的论文讨论了1,470年周期存在的合理性与鲁棒性(详见附8)。这个周期,也往往称为DO旋回的1470年周期。

  特别说明,中国气候变化的1,470年是指公历年。英文所谓的1,470年周期,是基数词,不是序数词。

  关于1470年是否最优分割,根据文章开始的三幅图,大体还可看作是成立的。如果根据图B,且考虑取年代为基础,肉眼上看上去,1460年或许更合适一点,特别是研究我国东部历史气候变化的话。

   从捕捉寒冷周期特征的角度看,笔者认为,1400年或更佳,是基于1470年前的温度曲线有一个寒冷谷底存在,特别是在我国东部。如果仅采用1470年后数据,会在周期分析中遗漏这个重要的温度极小点,使周期分析有些失真。这也可看作返璞归真,因为竺可桢先生的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》里就包括“公元1400-1900”的起始年代。用“1400年”代替局限性较大的“1470年”,更有普适性与覆盖性。

附1:知网的一些检索结果

1470年以来我国华东四季与年平均气温变化的研究_王绍武

1470年以来湖南四季与年平均气温变化的研究_叶愈源

1470年以来广东地区降水量的定量重建及其探讨_薛积彬

1470_2014年鄱阳湖流域干湿变化与特征分析_万智巍

附2:《中国近五百年旱涝分布图集》

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附3:http://www.riel.whu.edu.cn/index.php/index-view-aid-11803.html

             竺可桢:中国近五千年来气候变迁的初步研究

  从表4和表5,可以看出,在这五百年中我国的寒冷年数不是均等分布的,而是分组排列。温暖冬季是在公元1550一1600年和1770一1830年间。寒冷冬季是在公元1470一1520,1620一1720和1840一1890年间。以世纪分,则以十七世纪为最冷,共十四个严寒冬天,十九世纪次之,共有十个严寒冬天。

附4:https://wenku.baidu.com/view/7d8d2bed16fc700aba68fca2.html?rec_flag=default&sxts=1572592890079

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附5: 气候变迁及其原因,张家诚等,科学出版社,1976

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附6:http://www.cssn.cn/gj/gj_gwshkx/gj_zhyj/201310/t20131026_589680.shtml

             全新世气候事件及其对古文化发展的影响

           吴文祥 葛全胜 《华夏考古》(郑州)2005年03期  

     ……

  受上述0' Brien等人研究的鼓舞,Bond等对北大西洋全新世深海沉积物进行了研究,目的是看上述的周期性气候事件是否在深海沉积物中留下印记。根据北大西洋沉积中冰岛玻璃及染赤铁矿颗粒峰值的变化特征,Bond等发现全新世北大西洋气候曾发生过一系列急速的重组,每次气候的重组都影响了冰山漂移碎屑沉积物(Ice Rafted Debris-IRD)的沉积。他们一共识别出8次IRD事件,其发生时间的峰值分别在约11100,10300,9400,8100,5900,4200,2800和1400aB. P. (校正年龄),研究者将其相应地命名为全新世事件1,2,3……(Holocene event),这些事件变化周期为1470±500a,从而进一步证实了全新世千年尺度的环境变化。上述千年尺度的气候波动并不仅仅局限于高纬度地区,在中低纬度的热带和亚热带地区,全新世气候也经历了较为强烈的波动。

    较近,P. B. deMonocal等在北非亚热带地区海洋沉积物的研究表明,该地区在全新世期间的海洋表面温度也发生了至少6次周期为1500±500a的降温事件,而且这种周期与上述北大西洋记录的气候事件所反映出的1470±500a周期并无多大的差别。不仅如此,这两个地区的气候事件在发生时间上也比较吻合,从而暗示这些气候事件发生的广域性甚至全球性。


注:附6中的“1470±500a”,我未核实来源。字面上有些奇怪,因为基数仅有1470年,加上如此大幅度“±500a”的做法罕见。

附7:


附8:国外有说全新世准周期1470年

http://ossfoundation.us/projects/environment/global-warming/dansgaard-oeschger-events

      Dansgaard Oeschger Events

The (estimated) 1470 Year Climate Cycle - Often quoted as the 1500 year cycle is a popular red herring used by S. Fred Singer and Dennis Avery. It is also a real climate cycle known as Dansgaard-Oeschger (D-O) events. It is of unknown origin.

Dansgaard Oeschger Events

Dansgaard-Oeschger (D-O) Events

According to S. Fred Singer and Dennis Avery, our current warming is natural and caused by natural cycles in the earth system. They attribute current warming to what are known as Dansgaard-Oeschger (D-O) events and wrote a book about it called 'Unstoppable Global Warming'.

https://www.nature.com/articles/nature04121

  Possible solar origin of the 1,470-year glacial climate cycle demonstrated in a coupled model

                              Holger Braun等 Nature volume 438, pages208–211(2005)

   Many palaeoclimate records from the North Atlantic region show a pattern of rapid climate oscillations, the so-called Dansgaard–Oeschger events, with a quasi-periodicity of ~1,470 years for the late glacial period1,2,3,4,5,6. Various hypotheses have been suggested to explain these rapid temperature shifts, including internal oscillations in the climate system and external forcing, possibly from the Sun7. But whereas pronounced solar cycles of ~87 and ~210 years are well known8,9,10,11,12, a ~1,470-year solar cycle has not been detected8. Here we show that an intermediate-complexity climate model with glacial climate conditions simulates rapid climate shifts similar to the Dansgaard–Oeschger events with a spacing of 1,470 years when forced by periodic freshwater input into the North Atlantic Ocean in cycles of ~87 and ~210 years. 

  We attribute the robust 1,470-year response time to the superposition of the two shorter cycles,together with strongly nonlinear dynamics and the long characteristic timescale of the thermohaline circulation. For Holocene conditions, similar events do not occur. We conclude that the glacial 1,470-year climate cycles could have been triggered by solar forcing despite the absence of a 1,470-year solar cycle.

附9:https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_3754077

          国内首个古气候数据可视化科普作品《中国旱涝五百年》推出

                 2019-06-24 澎湃新闻·澎湃号·湃客

            500年大数据告诉你:中国旱涝格局呈现周期性变化

  6月24日,中国天气网和国家气候中心联合推出国内首个古气候数据可视化科普作品《中国旱涝五百年》,首次通过数据可视化的形式深度挖掘和分析从明朝至今(1470-2018年)中国32个省份(包括台湾)的旱涝气候变化。五百余年的气候大数据表明,我国旱涝格局中最常见的是“北旱南涝”,而旱涝格局并非一成不变,历来呈现出周期性交替变化的特点。

附10:http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-687204.html

             地球2040年开始进入冰冻期:变化周期为200年

                             杨学祥   2013-5-6 

   据英国《每日邮报》4月30日报道,俄罗斯科学家预测,从2040年开始,地球即将进入一个长达250年的冰冻期。

         1  太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

太阳黑子延长极小期

时间

坏天

时代

潮汐极大年时间

火山活跃时间

全球

气温

欧特

1040-1080

1010-1110

1062

??

低温

沃尔夫

1280-1350

1165-1360

1264

1275-1300

小冰期

史玻勒

1450-1550

1420-1525

1425

1440-1460

1470-1490

小冰期





1570-1600


蒙德

1640-1720

1600-1725

1629

1640-1680

小冰期

道尔顿

1790-1830

1790-1915

1770

1810-1820

小冰期





1850-1860

1870-1890

1900-1920


21世纪

2007-??

1997-??

1974

1980-??

低温?

   太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”,大约从2020年开始,太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。太阳黑子活动或许将进入“冬眠”,这种情况自17世纪以来从未出现。

附9、10注:红色系我标涂。

附11:http://mall.cnki.net/magazine/article/NJQX199203013.htm

           用年轮资料的EOF迭代方案重建中国西部近600年的气温序列

            王玉玺,张邦林,靳立亚 《南京气象学院学报》1992年第03期 

  根据我国西部祁连山区一个三棵园柏平均年轮资料表、陕西一个太白落叶松(A)年轮宽度表和新疆哈密地区五个年轮年表,经过合适取样和精确定年的树木年轮序列和我国西部28个站点1951—1975年的年平均气温资料,采用一种恢复气象要素场的EOF迭代方案重建我国西部近600年的地面气温序列。初步计算结果表明:重建的气温序列反映出1432-1526年、1622-1680年、1834-1865年三个冷期以及1541-1567年、1897-1923年两个暖期。与近600年气候变迁的演变趋势基本吻合。

附12:近600年浙江省冬温的变化(李惠丰,1993)image.png

附12注:根据附12,浙江省在1470年左右的温度谷底在1450年左右。



http://blog.sciencenet.cn/blog-350729-1204378.html

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