辛佳潔 , 占明錦,2 , 胡菊芳 , 趙冠男 , 王懷清,2
1. 江西省氣候中心, 江西 南昌 330096
2. 江西省生態(tài)氣象中心, 江西 南昌 330096
氣候變化對與人類生存發(fā)展息息相關(guān)的社會經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)和水資源等領(lǐng)域有重大影響(吳紹洪等,2016)。近期,聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估報告中指出人類活動對氣候變化的影響日益加大,而氣候變化又在以多種方式影響著地球上每個區(qū)域,各種極端天氣發(fā)生強度和頻率均迅速增加,區(qū)域氣候變化顯著,災(zāi)害事件不斷發(fā)生,人民財產(chǎn)和安全受到威脅(Mandel et al,2021)。因此對氣候變化進行研究是非常有必要的,尤其還需考慮人類活動的不可逆影響(Duan et al,2019)。
中國五千年的悠久歷史孕育出博大精深的中國文化,其中古文獻記錄是對人類歷史進行記載的寶貴資料,有助于人們對歷史發(fā)生的事件進行了解和認識。而中國古代各地的文獻記錄就包含了大量天氣現(xiàn)象、氣象要素和氣象災(zāi)害方面的歷史實況,對其進行合理的整理和處理后可以一定程度反應(yīng)出當時的天氣氣候狀況。這些珍貴的歷史文字記載資料在整個世界也是獨一份的,是中國人民智慧的體現(xiàn),也是文化自信的體現(xiàn)。
江西在漢高帝初年(公元前202年)就作為明確的行政區(qū)域建制,其三面環(huán)山,北部有中國最大淡水湖——鄱陽湖,贛江縱貫全省、水系發(fā)達,并且位于20°—30°N,屬于亞熱帶暖濕季風氣候,雨量充沛、光照充分、氣候溫和、無霜期長。其水路交通的便利和適宜農(nóng)業(yè)種植的自然環(huán)境也直接導(dǎo)致了江西文化的繁榮(魯遠等,2020)。江西對傳統(tǒng)文化中儒、釋、道三家文化的形成及發(fā)展都起到了非常重要的作用,并且是全國最早設(shè)立書院的省份之一,江西考中進士1.05萬人,占全國進士總數(shù)的10.67 %,其中狀元48人,江西人曾任宰相的有28位。在詩詞文賦、戲曲、舞蹈、書法及繪畫方面,江西都有響徹全國的代表作品(李海龍等,2020)。
因此江西有“物華天寶,人杰地靈”之稱,其悠久的歷史和璀璨的文化,在中華民族文明史上,具有重要地位和深遠影響。并且由于江西雨量充沛,常用的氣象代用資料——“樹木年輪”在江西地區(qū)不適用,其他代用資料如“鐘乳石”、“湖底淤泥”等較難獲取,并存在對百年尺度的氣候變化敏感度較低等缺點。因此合理運用地方古文獻來分析江西氣象災(zāi)害的歷史變化情況和發(fā)展趨勢是非常有必要的。
在我國已經(jīng)有很多運用古文獻記載對歷史氣候進行研究的成功案例。最早竺可楨先生經(jīng)過50余年的積累在1972年發(fā)表了《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》,證明了用古史書所載物候材料來做古氣候研究是一個有效的方法。在竺可禎先生開創(chuàng)先河并奠定基礎(chǔ)后,有越來越多的學(xué)者利用古文獻記載對我國歷史氣候進行了更深入的研究。
謝義炳(1943)、張漢松(1944)分別利用古文獻研究了明清兩代水旱災(zāi)害的周期。湯仲鑫(1977)將歷史資料中河北保定地區(qū)近500年的早澇情況和現(xiàn)代降水資料進行對比分析,并進行分級,這為中國氣象局在1981年利用地方志等文獻結(jié)合早澇序列的分級重建方法得出500年早澇等級奠定了基礎(chǔ)。張丕遠等人(1979)和王紹武等人(1979)分別對我國16世紀以來和近500年的災(zāi)害天氣史料進行了研究分析。而后張德二和朱淑蘭(1981)對近500年我國南方冬季溫度情況進行了分析研究,并且后續(xù)還對我國小冰期氣候和中世紀溫暖期氣候進行了研究,發(fā)現(xiàn)20世紀人類活動對氣溫的影響相較之前起伏不大。劉自清和趙樹森(1988)等利用氣候文獻記載研究分析了江西省近500年的旱澇演變,發(fā)現(xiàn)旱、澇存在重現(xiàn)性和持續(xù)性,干濕具有200年交替的演變規(guī)律。王紹武(1990)根據(jù)歷史記錄重建了1380年以來華北地區(qū)的平均氣溫距平序列,并對1470年以來華東四季與年平均氣溫變化進行了研究。龐茂鑫和斯公望(1992)對浙江中東部沿海地區(qū)歷史時期旱澇災(zāi)害的氣候進行分析。滿志敏(1998)根據(jù)歷史文獻記載的資料詳細討論了唐代氣候的冷暖,并對隋唐溫暖期提出了新的看法。
21世紀以來,利用歷史文獻研究氣候變化已取得了一系列成果,包括葛全勝等(2002)重建了中國東部近2 000年冬半年氣溫的定量序列,還討論了其冷暖變化的特點和幅度,又在2006年利用包括歷史文獻在內(nèi)的代用資料重建了過去5 000年中國氣溫變化序列;楊煜達(2005)利用歷史文獻重建了高分辨率的清代云南雨季和冬季平均氣溫序列,并進行了相關(guān)方法的探索;魏軍(2014)研究了蘇浙皖滬地區(qū)清代冬季氣候冷暖變化特點;丁玲玲等(2015)重建了華南溫度和降水序列;王懷清等(2015)采用模糊分類法構(gòu)建了鄱陽湖流域在公元48—1950年的旱澇災(zāi)害代用資料序列,并分析其千年旱澇變化特點,結(jié)合R/S方法預(yù)測未來變化趨勢;劉嘉慧等(2018)利用古文記載和其他代用資料研究了北宋時期世界各地的氣候變化并對我國氣候變化進行了總結(jié)歸納;潘威等(2021)利用中日兩國的多種歷史文獻材料重建了1650—1900年中國華東地區(qū)與日本入境的臺風頻率和運動路徑等信息,并分析了其對中日兩國當時的社會影響。
要利用地方古文獻對江西氣候變化進行研究,首先要收集歷史文獻中的相關(guān)天氣記載。由于漏記、資料缺失等問題,古文獻資料不能完全反映當時的天氣狀況,因此需要盡可能完備地收集現(xiàn)存文獻中遺留下來的相關(guān)信息來還原氣候變化趨勢。
主要搜集的歷史文獻資料包括地方志、實錄、奏折以及地方史料如“江西省氣候史料”(江西省氣象局資料室,1978)等,還從《中國三千年氣象記錄總集》(張德二,2013)、《清代奏折匯編:農(nóng)業(yè)、環(huán)境》(葛全勝,2005)等書籍中提取了相關(guān)資料。
先后對江西省49種地方志的氣象資料進行了普查,共查閱資料3 582.1萬字,獲得與氣象有關(guān)的資料14.4萬字,整理得到了《江西省地方志氣象資料集》。而后張信昌和羅初元兩人基于地方志的普查成果又進行了古漢語翻譯工作,整理白話文的災(zāi)害資料,編寫了《江西省地方志氣象災(zāi)害記載翻譯資料匯編》(古代漢語譯現(xiàn)代漢語),共9分冊,合計50.5萬字,其中包括江西省以及九江市、南昌市、贛州市、吉安市、撫州市、上饒市和宜春市的氣象災(zāi)害記載及譯文,還給出了江西省部分市、縣的歷史沿革等信息。其中每次氣象災(zāi)害記載都包括時間(歷史朝代、公元),地點(古地點、今地點)和氣象災(zāi)害現(xiàn)象(古文描述、譯文)信息,有需要特別說明的災(zāi)害記錄還加上了備注。如,“(明)正德三年”,記錄為“1508年”;“寧州”,記錄為“修水”;“春,寧州大水。(寧州志)清?陳蘭森等《南昌府志?卷二十八?祥異》(見2243頁)”,記錄為“春季,修水發(fā)生大水災(zāi)”。
目前已收集和翻譯完成的資料包括江西省的11個設(shè)區(qū)市、約80個縣,時間跨度達2 000年以上(公元前200年的西漢至1911年辛亥革命),且較為完整和規(guī)范。但在各類文獻資料的時間分辨率或空間分布方面存在不統(tǒng)一和資料不夠完整、精細等問題,這需要未來對高分辨率歷史文獻進一步探索挖掘,尤其是挖掘一些保存完好的氣象災(zāi)害長篇日記來彌補這些不足,并加深對氣候變化的研究(賴銳等,2021)。
中國豐富而悠久的歷史文獻記錄是世界上獨有的寶貴資料,但也存在一些缺陷(龔高法等,1983)。用地方古文獻對氣溫(包括高溫、低溫)和旱澇等災(zāi)害序列進行重建時,可以知道氣象災(zāi)害發(fā)生的具體時間、位置,但是都存在一個顯著問題——無法定量化。由于古代對氣象災(zāi)害沒有統(tǒng)一的評估標準,在古文獻中描述較模糊,無法得知具體的災(zāi)害等級,因此需要后期制定標準進行判斷,對歷史災(zāi)害進行等級排序,得到災(zāi)情嚴重等級。
目前國內(nèi)無統(tǒng)一的方法對古籍記載的災(zāi)情記錄所代表的災(zāi)害等級進行判斷。在對災(zāi)情嚴重等級判斷時,較常用的方法是專家依據(jù)文獻內(nèi)容主觀判斷記錄所反映的災(zāi)害級別(劉自清和趙樹森,1988)。判斷準則中除了考慮災(zāi)情出現(xiàn)的時間、范圍、嚴重程度外,還常將災(zāi)情出現(xiàn)頻率考慮在內(nèi),比如災(zāi)害嚴重等級占總年數(shù)的百分比(王邵武和趙宗慈,1979),或者按照出現(xiàn)災(zāi)情的縣個數(shù)來定義某地區(qū)災(zāi)害嚴重程度(毛德華,1998),還有的研究對災(zāi)情按照損失嚴重程度進行分級(龐茂鑫和斯公望,1992)。以上判定方法雖然遵循了一定的原則,但不確定性因素較大,易產(chǎn)生較大的偏差。
為了解決古文獻中文字模糊性在鄱陽湖千年災(zāi)害序列研究中帶來的問題,江西省氣候中心研制了一種集成多位專家判斷的“模糊綜合評判方法”(王懷清等,2015),可將人為主觀因素帶來的偏差盡可能減小。首先確定劃分等級的個數(shù)與各等級的標準,其次建立判定災(zāi)害等級的數(shù)學(xué)模型,最后對災(zāi)害記錄實施模糊綜合評判。
以旱澇災(zāi)害為代表,首先將旱澇分別分為3種等級“輕度”、“中度”和“重度”,并且對每種等級的災(zāi)害給出3種參考標準——“對天氣現(xiàn)象的文字描述”、“對受災(zāi)后果的描述”、“救災(zāi)情況的描述”。每位專家給每條記錄所反映的旱澇級別的可能性賦予個人的結(jié)論,提供了“極像、很像、較像、無法判定、不太像、不像、極不像”7種主觀結(jié)論,然后專家需要給出每條旱澇記錄在3種參考標準的描述中所占權(quán)重。最后再根據(jù)模糊分類法進行矩陣相乘得到最后的綜合判斷結(jié)果。此方法將那些很難定量描述的復(fù)雜對象用一種較為簡捷的定量方法描述出來,集成了多方信息,具有較好的可靠性和適用性。
目前江西省氣象部門已經(jīng)對鄱陽湖流域千年旱澇災(zāi)害研究取得了一定的成果。首先建立了鄱陽湖流域千年旱澇災(zāi)害定量數(shù)據(jù)集,得到了千年以來鄱陽湖流域每個縣每年的“重澇”、“中澇”、“輕澇”、“無災(zāi)”、“重旱”、“中旱”、“輕旱”頻數(shù)數(shù)據(jù)。并在此基礎(chǔ)上建立了鄱陽湖流域千年旱澇圖集,包括鄱陽湖千年干旱和洪澇發(fā)生頻次變化趨勢圖、不同區(qū)域干旱發(fā)生等級趨勢、不同流域洪澇發(fā)生等級趨勢圖,以及特大災(zāi)害年份洪澇和干旱發(fā)生空間分布圖等。對鄱陽湖流域過去千年旱澇災(zāi)害發(fā)生情況有了較清晰的認識,并嘗試研究了該流域旱澇災(zāi)害發(fā)生規(guī)律,對江西更好地應(yīng)對旱澇災(zāi)害和氣候變化有重要意義。
中國文化源遠流長,留下了世界其他國家無可比擬的珍貴歷史文獻記載,而江西文化是中華文化的重要組成部分,江西文化的形成和發(fā)展過程對中華文化作出了突出的貢獻。江西優(yōu)越的自然稟賦決定了其特別適合農(nóng)業(yè)種植,而古代人類改造自然的能力有限,因此氣象災(zāi)害對江西影響很大,擁有較多關(guān)于天氣的記載資料。
江西省氣象部門自20世紀70年代就開展了一系列古氣候研究工作,著手整理出版了《江西省氣候史料》(江西省氣象局資料室,1978)、《江西省八百年冷暖規(guī)律研究》(江西省氣象局資料室,1981)、《近千年來鄱陽湖結(jié)冰及夏寒》(江西省氣象局資料室,1977)等等,近10年來又整理出《江西省地方志氣象資料集》和《江西省地方志氣象災(zāi)害記載翻譯資料匯編》,基本涵蓋了江西省市、縣的千年天氣記錄。
上述豐富的文獻整理資料,為運用古文獻對江西氣候變化進行研究的實施提供了重要的基礎(chǔ)條件。而古文獻中存在的氣象災(zāi)害無法定量化的問題,也可以通過集成多位專家判斷結(jié)合模糊分類方法,將人為主觀因素帶來的偏差盡可能減小,得到氣象災(zāi)害的等級排序。
目前對鄱陽湖千年旱澇災(zāi)害序列研究取得了一系列成果,包括相應(yīng)的定量數(shù)據(jù)集和鄱陽湖流域千年旱澇圖集。因此運用地方古文獻研究江西氣候變化是完全可行的,不僅對當今江西的經(jīng)濟建設(shè)和防災(zāi)減災(zāi)有重要參考價值,對全國其他地區(qū)實施古文獻研究氣候變化也有很強的借鑒意義。