陶 樂 蘇 筠，2 康 媛

1 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部，北京 100875 2 北京師范大學(xué)環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875

1 概述

極端氣候事件指特定時(shí)段內(nèi)氣候要素量值或統(tǒng)計(jì)量顯著偏離平均狀態(tài)，且達(dá)到或超出其觀測(cè)值或統(tǒng)計(jì)量值區(qū)間上下限附近特定閾值的事件(IPCC，2012；鄭景云等，2014a)。氣候變化背景下，極端氣候事件的發(fā)生頻率有增加的趨勢(shì)(IPCC，2012)。較之氣候平均態(tài)，極端氣候事件發(fā)生的概率小、突發(fā)性強(qiáng)，是重要的致災(zāi)因子和巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)源，容易造成較大的影響和損失，是氣候變化研究領(lǐng)域的重要問題(丁一匯和任國玉，2008；齊慶華等，2019)。

隨著全球變暖，極端暖事件的發(fā)生頻率明顯增加(Easterlingetal.， 1997；Karl and Easterling，1999；Alexanderetal.， 2006；Minetal.， 2011；)。在中國，隨著氣溫上升，高溫、熱浪事件的頻次和強(qiáng)度增加(Zhaietal.， 2003；胡宜昌等，2007；Dingetal.， 2010)。2003年極端高溫?zé)崂讼須W洲的同時(shí)，中國江南、華南也出現(xiàn)了罕見的持續(xù)高溫天氣(王亞偉等，2006； 鄒旭愷和高輝，2006)；2010年8月中旬上海持續(xù)多日的37i℃以上的高溫?zé)崂颂鞖庠斐闪斯╇?、供水壓力，并威脅居民的生命健康(陳敏等，2013)。因此，全球變暖背景下有必要開展極端高溫事件時(shí)空特征的研究，以增加對(duì)氣候變化及可能影響的認(rèn)識(shí)。

目前，中國的極端氣候事件時(shí)空研究主要基于器測(cè)資料的時(shí)空分析以及利用氣候模式進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，這也是認(rèn)識(shí)極端溫度事件的2種重要手段(李書嚴(yán)等，2012；郎咸梅和隋月，2013；陳曉晨等，2015；張延偉等，2016；李東歡等，2017)。但器測(cè)資料存在時(shí)段較短、難以揭示長時(shí)間尺度規(guī)律的問題(葛全勝等，2006)，模式模擬的方法在針對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行降尺度分析時(shí)的準(zhǔn)確性有待驗(yàn)證和優(yōu)化(王志遠(yuǎn)和劉健，2014；張學(xué)珍等，2017)，這些問題可以通過歷史文獻(xiàn)重建的結(jié)果來適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)充或?qū)Ρ刃ｒ?yàn)。文獻(xiàn)記載有時(shí)空覆蓋度和分辨率較高、定年準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對(duì)于定量重建過去的氣候有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)(鄭景云等，2014b)，已經(jīng)形成的一些綜合性集成成果如文獻(xiàn)記錄匯編和電子數(shù)據(jù)庫為獲取歷史氣候資料提供了便利。

對(duì)于歷史極端冷暖事件，受歷史文獻(xiàn)偏重記載寒冷事件而較少記載溫暖事件的影響，歷史極端高溫事件極難得到識(shí)別，冷事件的研究遠(yuǎn)多于暖事件(鄭景云等，2014a)。已有的研究通過序列重建、年表總結(jié)和個(gè)案分析對(duì)歷史時(shí)期冷冬的特點(diǎn)做了剖析，總結(jié)了若干變化特征。鄭景云等(2005)根據(jù)中國東部地區(qū)的異常霜雪及河湖結(jié)冰記錄重建的冬半年溫度距平序列，識(shí)別出魏晉南北朝220—580年間有56個(gè)異常寒冷年，其中40個(gè)冬季的溫度較1951年以來的極端冷冬溫度低；丁玲玲和鄭景云(2017)根據(jù)華南地區(qū)冬季氣候特征重建了1710—2009年華南地區(qū)冷冬序列，識(shí)別出華南地區(qū)過去300年的暖、冷、暖3個(gè)階段；郝志新等(2011)以南方地區(qū)及全國的冬季與1月氣溫觀測(cè)記錄為基礎(chǔ)，采用事件發(fā)生概率密度函數(shù)小于10%的標(biāo)準(zhǔn)確定了1951年以來的極端冷冬事件，進(jìn)而用冷冬災(zāi)害影響的古今對(duì)比建立了過去400年南方極端冷冬判別標(biāo)準(zhǔn)，識(shí)別出1550—1599年、1650—1699年、1800—1849年及1850—1899年是過去400年中國發(fā)生極端冷冬事件最為頻繁的4個(gè)50年。在案例研究方面，前人分別對(duì)1670—1671年、1892—1893年及1620—1621年的極端寒冬事件進(jìn)行了剖析，分析了當(dāng)年的寒潮過程、極端日低溫值等(張德二和梁有葉，2014，2017；閆軍輝等，2014)。極端炎夏方面僅張德二和Demaree(2004)重建了1743年7月25日北京最高氣溫達(dá)44.4i℃的極端高溫事件。相對(duì)于極端冷冬有多時(shí)空分辨率的序列或年表總結(jié)以及豐富的個(gè)案，極端熱事件則受限于資料記載未有過多研究，其長期的時(shí)空規(guī)律缺乏總結(jié)，與氣候變化的關(guān)系也相對(duì)不明確。

明清時(shí)期距現(xiàn)代相對(duì)較近，史料相對(duì)豐富，且剛好處于相對(duì)寒冷的一個(gè)時(shí)期，其間的極端高溫事件對(duì)于現(xiàn)今的氣候變化問題有一定的參考和對(duì)比意義。作者嘗試?yán)檬妨嫌涗洑w納明清時(shí)期高溫事件年表，探討歷史時(shí)期極端高溫事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度，為模式模擬提供檢驗(yàn)依據(jù)，也為應(yīng)對(duì)未來的極端高溫事件提供歷史相似型參考。

2 資料與方法

2.1 研究區(qū)域與資料來源

中國東部地區(qū)縱跨南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、暖溫帶以及中溫帶的部分區(qū)域，是中國季風(fēng)氣候的典型區(qū)，也是夏季副熱帶高壓直接影響的區(qū)域，由此帶來的降水、溫度分配不均是中國夏季高溫?zé)崂藶?zāi)害的直接成因。東部地區(qū)也是古代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為繁榮、歷史資料豐富的地區(qū)，夏季重大異常高溫對(duì)于農(nóng)業(yè)活動(dòng)的影響在地方志等資料中有所記錄?？紤]史料的詳略程度及現(xiàn)代器測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用，本研究探討中國東部地區(qū)(即105°E以東、42°N以南)的夏季的高溫事件(圖 1)。

底圖來源： 1︰400萬全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫圖 1 中國東部地區(qū)明清時(shí)期出現(xiàn)高溫記錄的地點(diǎn)Fig.1 Location of high temperature records during Ming and Qing dynasties in eastern China

本研究所使用的歷史時(shí)期高溫記錄來源于《中國近三千年氣象記錄總集》(張德二，2004)和《中國氣象災(zāi)害大典》(溫克剛，2005)。以“(酷/甚/盛/大/毒/極)暑、炎、熱、燠、熏灼”等表述“熱”的語句作為高溫事件提取的關(guān)鍵詞，對(duì)高溫事件進(jìn)行摘錄，單純記錄“旱”的，即使“夏旱”也不計(jì)入。對(duì)高溫事件記錄中事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和具體描述進(jìn)行記錄，并按來源參閱明清時(shí)期各個(gè)府縣的府志、縣志、地方志及少數(shù)歷史資料，對(duì)事件事實(shí)、起止時(shí)間進(jìn)行核驗(yàn)和補(bǔ)充；地名根據(jù)《古今地名對(duì)照表》轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代地點(diǎn)；日期參照《中華兩千年歷書》將陰歷轉(zhuǎn)換為陽歷。共摘錄了142條高溫事件的記錄，涉及40個(gè)年份，高溫記錄出現(xiàn)地點(diǎn)見圖 1。根據(jù)現(xiàn)代氣象學(xué)對(duì)于極端高溫事件的基本定義，主要從高溫程度上對(duì)高溫記錄進(jìn)行分級(jí)和極端性的判定，并對(duì)高溫事件持續(xù)時(shí)間、影響等方面進(jìn)行分析。

表 1 體感溫度及人體感受的分級(jí)Table1 Classification of somatosensory temperature and human perception

所需的現(xiàn)代器測(cè)資料來源于國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集(V3.0)。該數(shù)據(jù)集包括中國699個(gè)基準(zhǔn)、基本氣象站1951年以來的氣溫日值數(shù)據(jù)，由于1960年及之前的站點(diǎn)數(shù)量相對(duì)少且不穩(wěn)定，取1961—2010年的7月份日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)用以分析。

2.2 極端高溫事件判定與年表建立

已有研究中極端高溫事件的定義主要從統(tǒng)計(jì)中的概率(如IPCC采用事件發(fā)生概率密度函數(shù)小于10%來確定)或從溫度閾值及持續(xù)時(shí)間(如中國氣象部門定義日最高氣溫大于或等于35i℃為高溫日，且一般以超過3天定義熱浪，一些具體研究中則根據(jù)緯度標(biāo)準(zhǔn)有所差異)進(jìn)行界定。但歷史文獻(xiàn)中對(duì)高溫及其影響的記錄描述較簡(jiǎn)單、條數(shù)少、出現(xiàn)記錄的點(diǎn)獨(dú)立單一，較難根據(jù)災(zāi)害影響程度和影響范圍對(duì)事件進(jìn)行等級(jí)劃分，亦難以用古今對(duì)比的方法，從現(xiàn)代器測(cè)氣象資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果出發(fā)，從概率上進(jìn)行“極端性”的判斷。這主要是因?yàn)樵谝赞r(nóng)為本的古代中國，人口密集、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的中東部地區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候和溫帶季風(fēng)氣候，極端低溫事件、極端旱澇經(jīng)常對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成直接而巨大的影響，因熱量過分充足而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失則較少出現(xiàn)。而高溫事件一般表現(xiàn)為對(duì)人體帶來嚴(yán)重的生理不適，如中暑、熱死人等現(xiàn)象，因?yàn)檩^少帶來直接的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，不危及糧食安全基礎(chǔ)，所以歷史文獻(xiàn)中對(duì)高溫及其影響的記錄相對(duì)不重視，情形特別嚴(yán)重或感受特別異常才會(huì)進(jìn)行記錄。本研究所摘錄的高溫原始記錄多來自于地方志的“災(zāi)祥”或“祥異”部分，按年份記錄發(fā)生天文現(xiàn)象和特殊農(nóng)業(yè)氣象事件，屬紀(jì)實(shí)紀(jì)錄。因此，考慮到歷史記錄“記異不記?！钡奶攸c(diǎn)，決定了明確出現(xiàn)高溫記錄的事件具有很高的可信度和異常性。在此基礎(chǔ)上，利用“語義差異法”結(jié)合現(xiàn)代體感溫度方面的研究以及高溫導(dǎo)致中暑甚至死亡的災(zāi)害性影響，對(duì)古代高溫程度和事件極端性進(jìn)行簡(jiǎn)單分級(jí)。

2.2.1 高溫程度的表述與極端高溫事件判定

歷史文獻(xiàn)中有關(guān)高溫的記錄集中表現(xiàn)為人體的感知描述，包括“(酷/甚/盛/大/毒/極)暑、炎、熱、燠、熏灼”等，盡管明清時(shí)期的高溫事件對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施等影響的具體表現(xiàn)形式與現(xiàn)代社會(huì)大不相同，但幾百年內(nèi)中國居民在自然條件下對(duì)于溫度的基本感知相對(duì)一致。表 1給出了體感溫度與人體感知的相關(guān)研究結(jié)果，受相對(duì)濕度、風(fēng)速及日溫差的影響，體感溫度并不與實(shí)際氣溫相一致，但從體感溫度的一般表達(dá)形式上看，實(shí)際氣溫仍占絕對(duì)主導(dǎo)地位，其他的因素作為實(shí)際溫度的修正一般變化幅度較小。故基本可以判斷體感溫度達(dá)到37i℃后會(huì)開始出現(xiàn)比較異常的不舒適，當(dāng)出現(xiàn)“極度難以忍受”之類的表述時(shí)，表明體感溫度基本已達(dá)到40i℃以上，代表了比較極端的情形。

其次，文獻(xiàn)資料大部分記錄了 “人多暍死”的描述，即高溫導(dǎo)致了中暑，而受限于醫(yī)療條件，出現(xiàn)人大量死亡的情況。據(jù)前人對(duì)中暑的相關(guān)閾值研究，中暑人數(shù)明顯增多一般對(duì)應(yīng)溫度最極端的情形，現(xiàn)代災(zāi)害研究中亦將“中暑人數(shù)明顯增多”作為高溫?zé)崂说臉?biāo)準(zhǔn)(董蕙青等，2000；張德山等，2005)，說明中暑人數(shù)增多，尤其是出現(xiàn)大量死亡時(shí)，表明高溫已經(jīng)非常極端。

表 2 中國歷史文獻(xiàn)中高溫記述分級(jí)Table2 Classification of high temperature records in historical documents of China

據(jù)上，將歷史記錄中的高溫表述分為3個(gè)等級(jí)(表 2)。其中，當(dāng)出現(xiàn)二級(jí)(S)、三級(jí)(VS)的描述時(shí)，認(rèn)為達(dá)到了極端高溫的情形。

2.2.2 高溫發(fā)生時(shí)間的推斷

歷史資料中僅較少的高溫記錄有具體日期的標(biāo)識(shí)，大部分為“夏”或“×月”的表述，無法判斷具體發(fā)生日期。直接記錄的具體日期主要有以下幾類： (1)農(nóng)歷日期，如“邢臺(tái)縣大旱熱，七月初二暍死者數(shù)百人”(公元1671年)、“五月二十六日至六月初五日大熱，人暍死者甚眾”(公元1743年)，直接將農(nóng)歷換算為公歷；(2)日干支記錄，如“夏六月乙亥，炎熱異常，自京師至內(nèi)外熱傷人畜甚眾”(公元1678年)、“五月壬午，酷暑，焦大木皮若介，果實(shí)如之”(公元1877年)，根據(jù)日干支查出對(duì)應(yīng)的公歷日期；(3)按月陰晴記錄的日期，如“六月朔后，榮河亢陽，大地如爐，村人暍死者無數(shù)”(公元1839年)，此類記錄近似等于農(nóng)歷日期。以上有具體日期的記錄有些提供了起止時(shí)間，有些僅提供起始或終止時(shí)間，或僅提供事件最為嚴(yán)重的日期，結(jié)合語境以及同一事件的多條記錄判定高溫事件的起止時(shí)間。

另有2類未記錄具體的日期，但也能較準(zhǔn)確判斷出時(shí)段： (1)有節(jié)氣用語，視當(dāng)年具體情況來推算，如“六月伏中大熱太甚，中暑之人無數(shù)，熱死者一日有十余名”，則推算出當(dāng)年三伏天日期，取其農(nóng)歷6月的部分；(2)有月內(nèi)具體時(shí)期的表述，如“六月初旬，酷暑，墻壁如炙，人畜多暍死”(公元1827年)、“東光縣七月初旬酷熱，人多暍死”(公元1870年)，認(rèn)為其時(shí)間尺度與1次高溫事件基本相當(dāng)，取該旬對(duì)應(yīng)的公歷日期。

需要說明的是，盡管現(xiàn)代對(duì)于高溫事件或熱浪事件的定義考慮持續(xù)時(shí)間，但歷史記錄多無法確定持續(xù)時(shí)長，本研究不將持續(xù)時(shí)長作為高溫事件的定義標(biāo)準(zhǔn)。且對(duì)高溫的感受的描述多表達(dá)了一段時(shí)期影響積累的含義。

2.2.3 高溫影響

并非所有的高溫紀(jì)錄均只記載人體感應(yīng)相關(guān)和中暑現(xiàn)象，部分記錄中亦出現(xiàn)了高溫對(duì)農(nóng)業(yè)及其他方面影響的記載。其中最主要的表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)受旱，如“大旱”、“禾多枯死”、“歲歉”、“二麥盡枯”等表述；其次，少數(shù)年份有生物響應(yīng)的記載，如“河魚多死”、“耕牛死”等；除了生物的響應(yīng)，還有少數(shù)記錄中出現(xiàn)了高溫對(duì)于設(shè)施的影響，如“桅頂金流”、“錫鉛銷化”“墻壁器物如炙等”；除此之外，個(gè)別年份出現(xiàn)了因高溫受災(zāi)，朝廷進(jìn)行蠲免和賑濟(jì)。按照當(dāng)年的記錄詳情，將當(dāng)次高溫事件的影響按“人體”、“農(nóng)業(yè)”、“生物”、“設(shè)施”、“社會(huì)”幾個(gè)方面進(jìn)行分類記錄。

3 1350—1910年的高溫事件年表及特征分析

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，確定中國東部1350—1910年的高溫事件年表，共找到142條高溫記錄，識(shí)別出41個(gè)年份發(fā)生了高溫事件，其中36個(gè)年份被判定為發(fā)生的是極端高溫事件。事件的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、極端程度以及帶來的影響等詳細(xì)信息整理成年表(表 3)。

表 3 明清時(shí)期中國東部高溫事件年表Table3 Chronology of high temperature events during Ming and Qing dynasties in eastern China

圖 2 明清時(shí)期中國東部地區(qū)有明確記載的高溫事件的發(fā)生時(shí)間Fig.2 Time of high temperature events which are well-defined during Ming and Qing dynasties in eastern China

3.1 高溫事件發(fā)生的年內(nèi)時(shí)間

在41個(gè)高溫事件年份中，有12個(gè)年份記錄了具體的發(fā)生時(shí)間(表 3)，其他的記錄無法推算具體時(shí)間，但大多數(shù)有月記錄的按記錄推測(cè)發(fā)生在7月份?？梢酝扑憔唧w日期的年份中，(極端)高溫事件最常發(fā)生的時(shí)期為7月中下旬(圖 2)，這符合中國東部大部分區(qū)域季風(fēng)氣候下溫度的年內(nèi)變化特點(diǎn)，與現(xiàn)代高溫?zé)崂税l(fā)生時(shí)間的研究結(jié)果相對(duì)一致(賈佳和胡澤勇，2017)。比較嚴(yán)重的極端高溫事件(VS)多發(fā)生在這一時(shí)期，但也出現(xiàn)了如1834年和1887年發(fā)生于六月底的短時(shí)強(qiáng)高溫。

3.2 極端高溫事件發(fā)生的年代際特點(diǎn)

整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)，高溫事件總體呈現(xiàn)越來越頻繁的基本趨勢(shì)(表 3)。1350—1549年的200年內(nèi)，每50年僅有1年有高溫事件記錄，極端高溫事件僅發(fā)生3次，且級(jí)別均為“S”，這其中有年代較早記錄較少的原因，也一定程度上表明，明清小冰期的早期，極端高溫事件的發(fā)生頻率處在一個(gè)較低的水平，到16世紀(jì)后半葉開始，高溫事件頻次增多，強(qiáng)度也增強(qiáng)。高溫事件比較頻繁的后半段，18世紀(jì)中期和19世紀(jì)前期，是極端高溫事件發(fā)生最為頻繁且極端高溫事件強(qiáng)度最強(qiáng)的2個(gè)時(shí)期，其間的18世紀(jì)后期至19世紀(jì)前期，極端高溫事件的頻率較小。19世紀(jì)后期，極端高溫事件的頻次增多明顯，到了20世紀(jì)，第1個(gè)10年即有2次高溫記錄。

a—Wang等(2007)重建的中國過去氣溫距平序列；b—葛全勝等(2002)重建的中國冬半年溫度距平序列，折線為30年滑動(dòng)平均； c—郝志新等(2010)識(shí)別的中國南方過去400年極端冷冬發(fā)生 年份；d—本研究識(shí)別的中國東部高溫事件發(fā)生年份圖 3 中國公元1350—1950年溫度序列、極端冷冬序列與 高溫事件發(fā)生年份的對(duì)比Fig.3 Comparison of temperature series，extreme cold winter series and high temperature events in China from AD 1350-1950

將本研究中識(shí)別出的高溫事件發(fā)生年份與重建的中國過去千年溫度序列以及極端冷冬序列進(jìn)行對(duì)比(圖 3)表明，百年尺度上的冷暖變化與極端高溫發(fā)生的頻率有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如16世紀(jì)末至17世紀(jì)是明清小冰期中最為冷的一段時(shí)期(葛全勝等，2002)，這段時(shí)期高溫事件發(fā)生的頻率也相對(duì)較低，極端冷事件的頻率則相對(duì)較高(郝志新等，2011)；而1710—1760年是小冰期中相對(duì)暖的時(shí)段(葛全勝等，2002)，這一時(shí)期高溫事件發(fā)生較密集，強(qiáng)度也較大，極端冷事件則較少發(fā)生(郝志新等，2011)。19世紀(jì)后期在一些研究中被認(rèn)為是較冷的時(shí)期，而這段時(shí)期極端高溫事件的頻率明顯增高，信號(hào)早于20世紀(jì)才開始逐漸變暖的多數(shù)溫度序列，這其中可能有“厚今薄古”導(dǎo)致資料記錄在近200年增多的原因，也可能反映了工業(yè)革命背景下極端氣候事件的確有增多趨勢(shì)，且極端氣候事件對(duì)人類活動(dòng)加速下的氣候變化反應(yīng)更為敏感。這一時(shí)期，極端冷事件的發(fā)生頻率也較高(郝志新等，2011)。

此外，從年表(表3)中還可以看出，歷史上的極端高溫事件還具有連年再發(fā)或隔年再發(fā)的特征，這一規(guī)律在極端冷冬事件上也有體現(xiàn)(郝志新等，2011)。如公元1752年和1753年高溫事件連年再發(fā)，公元1887年、1888年和1889年連續(xù)3年在長江中下游地區(qū)發(fā)生極端高溫事件，造成多人中暑，公元1893年、1894年高溫事件亦連年再發(fā)；公元1875年和1877年的極端高溫事件則隔年再發(fā)。

底圖來源： 1︰400萬全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫圖 4 公元1743年高溫事件范圍Fig.4 Range of high temperature events in AD 1743

3.3 極端高溫事件的影響及案例

在有記錄高溫事件發(fā)生的年份中，公元1743年無論是高溫發(fā)生的范圍、炎熱程度、危害都堪稱罕見。其影響地域跨北京、天津、河北、山東、陜西等5個(gè)省市(圖 4)，人體、農(nóng)業(yè)、生物、設(shè)施、社會(huì)多個(gè)方面受到了明確的影響。人體健康方面，僅記載人大量中暑而死的就有42個(gè)縣市之多。乾隆《浮山縣志》卷三十四“祥異”中記載“京師更甚，浮人在京貿(mào)易者亦有熱斃者”，表明在北京一帶，高溫已直接嚴(yán)重威脅人們的基本生活。27個(gè)縣市記錄了因極熱造成旱災(zāi)，出現(xiàn)了“二麥盡枯”、“是歲旱谷收三分”、“禾苗盡槁”、“秋禾未種”等描述。生物方面，除了“(人)畜暍死外”，還出現(xiàn)了“雞子報(bào)不成”、“風(fēng)炙，樹木向西南輒多死”等其他年份少有的具體描述。設(shè)施方面，出現(xiàn)了“桅頂金流”、“日中鉛錫銷化”等記錄，表明地表溫度已經(jīng)極端高。同時(shí)，公元1743年也是記錄中唯一一個(gè)大量記載了高溫影響至社會(huì)經(jīng)濟(jì)及政治層面的年份，由于嚴(yán)重威脅人體的基本健康，朝廷在部分地區(qū)“命地方官設(shè)冰廠，施藥以濟(jì)”；高溫帶來的旱災(zāi)引起了糧價(jià)陡升，多地出現(xiàn)“斗米千錢”的記錄，為了緩解糧食短缺，朝廷大量進(jìn)行蠲免地租和賑濟(jì)，如河北省河間縣記錄“蠲銀八千一百十一兩，米一百”，衡水市、深縣等地也記錄“題準(zhǔn)賑免”、“詳情蠲賑”等。

張德二(2004)根據(jù)當(dāng)時(shí)的宮廷天氣記錄、以及旅居北京的外國教士記載的北京早期器測(cè)氣象資料，確定了公元1743年7月25日北京的最高氣溫達(dá)44.4i℃，說明在工業(yè)革命前的自然背景下，同樣存在極為嚴(yán)重的高溫事件。

其他的一些炎熱年份少有如此嚴(yán)重的極端高溫事件，影響方面一般也僅限于人體以及農(nóng)業(yè)、生物中的1～2個(gè)方面。但如公元1671年、1827年、1870年和1875年也出現(xiàn)了范圍較廣，危害較大的極端高溫事件，多地出現(xiàn)了“苦熱傷人”、“人多觸暑僵死”、“大熱如焚”等描述中暑情形的。值得注意的是，這些影響相對(duì)嚴(yán)重的年份，高溫發(fā)生的區(qū)域均位于華北地區(qū)，這其中一方面有靠近政權(quán)中心資料記載相對(duì)詳細(xì)的原因，另一方面則是由于中國夏季華北區(qū)晴天頻率高、高溫同時(shí)伴有干旱的特征，而南方地區(qū)夏季高溫常常被降水或陰雨天氣緩解，故帶來的影響常常不如華北地區(qū)。

4 討論： 從記錄“點(diǎn)”推演出現(xiàn)高溫的“面”范圍

由年表(表 3)可以看出，一些縣市是高溫事件頻繁記載地，如華北的保定、邢臺(tái)、唐山、秦皇島、甚至遼寧葫蘆島等地多次記錄了極端高溫，山西洪洞、運(yùn)城、臨汾也常記載極端高溫，江浙滬一帶記錄最多的首推上海，興化、嘉興、高郵、南京也單獨(dú)有記錄。一方面可以認(rèn)為這些地點(diǎn)是相對(duì)容易發(fā)生高溫事件的區(qū)域，另一方面也是因?yàn)檫@些地區(qū)明清時(shí)期相對(duì)發(fā)達(dá)，有相對(duì)充足的整理人員和完善的地方志記錄制度。由于歷史文獻(xiàn)記載終歸非統(tǒng)一定量記載，不同地區(qū)的地方志資料詳細(xì)程度受制于當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展程度及相關(guān)制度的完善程度，存在很大的區(qū)域差異，且歷史上本就相對(duì)忽視高溫，很多極端高溫事件盡管從程度上看十分嚴(yán)重，造成了大量人中暑而亡，但記錄僅限于個(gè)別縣市，數(shù)量少。因此作者嘗試對(duì)單點(diǎn)記錄在極端高溫事件上是否有空間代表性以及其組合有多大范圍的空間代表性進(jìn)行探討。

底圖來源： 1︰400萬全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫圖 5 利用站點(diǎn)相關(guān)性推算公元1568年和1875年的高溫發(fā)生范圍Fig.5 Ranges of high temperature in AD 1568 and 1875 estimated using site correlation

所得到的公元1568年和1875年的站點(diǎn)空間相關(guān)性分布如下(圖 5)(相關(guān)系數(shù)均通過0.05顯著性檢驗(yàn))，相關(guān)系數(shù)在0.7以下的站點(diǎn)及區(qū)域被認(rèn)為相關(guān)性較弱而未予顯示，對(duì)于相關(guān)系數(shù)大于0.9的區(qū)域，認(rèn)為極有可能亦處于極端高溫的情形。

在公元1568年，當(dāng)長江下游的興化市、東臺(tái)市和杭州市出現(xiàn)極端高溫天氣時(shí)，江蘇南部至浙江北端這一區(qū)域是極有可能出現(xiàn)高溫的區(qū)域(相關(guān)系數(shù)均大于0.9)，包括南京、鎮(zhèn)江、蘇州等主要城市，可能也是本次事件的高溫中心。以此為中心向內(nèi)陸延伸的安徽大部至湖北東部是較有可能發(fā)生高溫的區(qū)域(相關(guān)系數(shù)大于0.8)，且武漢盡管距離較遠(yuǎn)，但7月份的日最高氣溫與長江下游表現(xiàn)出很高的相關(guān)性和一致性(相關(guān)系數(shù)大于0.9)，故也很有可能出現(xiàn)同步高溫。與出現(xiàn)記錄的站點(diǎn)相關(guān)系數(shù)大于0.9的區(qū)域面積達(dá)到了4×104ikm2以上(單點(diǎn)約為3×104ikm2)，大于0.8的區(qū)域面積則達(dá)到了近18×104ikm2，盡管不能確定這些區(qū)域均發(fā)生了極端高溫，但有很大可能這些區(qū)域在同期也較熱。公元1568年的高溫事件比較符合中國東部夏季副高壓控制下的長江中下游的高溫情形，其他年份中如公元1485年、1759年、1889年和1894年均有可能表現(xiàn)出類似的高溫格局。

而在公元1875年的華北地區(qū)，當(dāng)北京、天津、唐縣以及山東青島出現(xiàn)極端高溫天氣時(shí)，河北大部分平原地區(qū)(如唐山、保定、廊坊、滄州和衡水一帶)以及山東東部(如濰坊、煙臺(tái))有較高的可能性亦發(fā)生了高溫(相關(guān)系數(shù)大于0.8)，但相關(guān)系數(shù)大于0.9的區(qū)域相對(duì)離散，說明在華北地區(qū)，單站的高代表性區(qū)域較長江下游地區(qū)略小，約(0.1～0.5)×104ikm2，相關(guān)系數(shù)大于0.8的區(qū)域面積達(dá)到了10×104ikm2。但華北地區(qū)的高溫記錄相對(duì)長江中下游地區(qū)更豐富，出現(xiàn)記錄的縣市也較多，因此當(dāng)不同的縣市同時(shí)出現(xiàn)記錄時(shí)，可以認(rèn)為高溫事件發(fā)生的范圍其實(shí)是較大的，公元1711年、1743年、1827年的華北高溫與公元1875年可能具有很相似的格局。

由上可知，雖然歷史時(shí)期只有個(gè)別地方出現(xiàn)極端高溫記錄，但高溫出現(xiàn)的空間范圍應(yīng)該不局限于個(gè)別縣域，華北平原區(qū)、長江下游地區(qū)的單點(diǎn)高溫記錄具有一定的空間代表范圍。且出現(xiàn)類似格局的高溫事件也較為典型。

5 結(jié)論與討論

本研究考慮現(xiàn)代氣象學(xué)對(duì)于極端高溫事件的基本定義，結(jié)合體感溫度和中暑方面的研究，通過“語義差異法”對(duì)高溫記錄進(jìn)行分級(jí)和極端性的判定，確定了明清時(shí)期(1350—1910年)的高溫事件，重建了1350—1910年中國東部的極端高溫事件年表，并對(duì)高溫事件發(fā)生的時(shí)空特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：

1)明清時(shí)期極端高溫事件在史料中記錄較少，共41個(gè)年份發(fā)生了高溫事件，其中36個(gè)年份為極端高溫事件，一定程度上反映了明清時(shí)期寒冷的背景，但即使是在工業(yè)革命前的自然背景下，極端高溫的程度亦有可能很強(qiáng)，可能出現(xiàn)如1743年類似的北京最高溫達(dá)到44.4i℃異常極端高溫，以其為代表的華北地區(qū)的高溫常常伴隨旱災(zāi)而帶來較大影響。

2)極端高溫事件在研究時(shí)段內(nèi)呈現(xiàn)從“不頻繁”到“頻繁”的基本趨勢(shì)。其發(fā)生頻率和強(qiáng)度存在一定的階段性變化，這種階段性變化與北半球及中國氣溫的冷暖階段變化有一定的對(duì)應(yīng)，與極端冷事件頻率基本呈反相變化，其中1700—1749年和1800—1859年是明清時(shí)期極端高溫事件發(fā)生頻率最高且強(qiáng)度最大的2個(gè)時(shí)段，分別對(duì)應(yīng)小冰期中期1710—1760年較溫暖的時(shí)期和小冰期末期，前者的極端冷事件發(fā)生亦明顯較少；16世紀(jì)末至17世紀(jì)極端高溫事件相對(duì)不頻繁，符合小冰期中最寒冷的一個(gè)階段，這一時(shí)期極端冷事件發(fā)生頻率高。

3)工業(yè)革命以后極端高溫事件頻率增加早于多數(shù)溫度距平序列，這一時(shí)期極端冷冬頻率也增加，表明極端氣候事件對(duì)人類活動(dòng)影響下的氣候變化反應(yīng)可能較氣候平均態(tài)更為敏感。極端高溫事件還具有連年或隔年再發(fā)的特點(diǎn)。

4)在自然地理背景(比如地貌)相對(duì)一致的區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)高溫的空間范圍不應(yīng)是一個(gè)孤立點(diǎn)位。利用現(xiàn)代氣象資料和站點(diǎn)相關(guān)的計(jì)算方法，可以根據(jù)歷史時(shí)期的個(gè)別縣域記錄推演極大可能出現(xiàn)高溫的區(qū)域范圍。長江下游地區(qū)和華北平原是高溫事件發(fā)生的典型區(qū)域，這些區(qū)域的單點(diǎn)高溫記錄有一定的空間代表范圍，可能反映了范圍比較廣的極端高溫事件。

值得注意的是，由于歷史文獻(xiàn)記載和語義差異法終歸并非定量手段，且相較于極端冷冬，極端高溫發(fā)生的區(qū)域尺度更小，缺少大范圍的標(biāo)志性的災(zāi)害判斷，而體感溫度雖能較好地反映溫度的相對(duì)差異，但對(duì)絕對(duì)溫度的反映還缺少更為直接的證據(jù)，僅能通過中暑的嚴(yán)重程度來進(jìn)行輔助判斷，故本研究對(duì)于高溫事件的高溫程度和極端程度的判定可能仍存在不完善之處。

另一方面，中國歷史上相對(duì)忽視高溫記載，且記錄大有“厚今薄古”的趨勢(shì)，年代際的規(guī)律又僅能從頻次上判斷，加之中國東部地區(qū)的夏季大氣環(huán)流背景較冬季復(fù)雜，南北溫差較小，極端高溫事件的出現(xiàn)對(duì)夏季溫度及年均溫的影響相較寒潮和冷冬事件小，因此事件顯示出的與長期氣候變化的相關(guān)性不如冷冬強(qiáng)。

其次，許多高溫事件的影響盡管十分嚴(yán)重，但記錄數(shù)少，記載地少，空間范圍不明，這與高溫事件的發(fā)生背景復(fù)雜、尺度隨機(jī)且不同地區(qū)的記錄完善程度有很大差別有關(guān)系，如何判斷記錄的空間代表范圍是相對(duì)困難的，本研究采取現(xiàn)代器測(cè)資料的站點(diǎn)相關(guān)性分析了較常出現(xiàn)記錄的2個(gè)區(qū)域作為案例，探討了可能的空間范圍，但確切的空間范圍重建可能需要更多的資料和理論支持。

致謝感謝北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部殷水清老師及其研究生王茂青在站點(diǎn)相關(guān)性分析上的數(shù)據(jù)處理指導(dǎo)。