刘浩龙
, 戴君虎, 牟重行
LIU Haolong, DAI Junhu, MU Chongxing
通讯作者:
收稿日期: 2016-09-28
修回日期: 2016-11-28
网络出版日期: 2017-03-15
版权声明: 2017 《地理学报》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：刘浩龙(1976-), 男, 江苏连云港人, 博士, 助理研究员, 中国地理学会会员(S110010196M), 从事历史地理与全球变化研究。E-mail: liuhl@igsnrr.ac.cn
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摘要
本文整理、考订了南宋时期杭州偏晚终雪记录,诊断了此类资料的气候指示意义,进行了各年代不同数量终雪日期值至对应年代平均终雪日期值的转换,进而分析了重建序列所指示的温度变化特征与其他文献证据、气候变化重建结果之间的一致性。结果表明：① 史料记述的杭州偏晚终雪现象系以惊蛰以后为标准,且不包括霰和冰粒类微量降雪类型,其有着明确的气候指示意义（-0.34 ºC/10d,R2 = 0.37,P<0.001）,可有效用于温度重建。② 基于非线性的波尔兹曼函数,以不同样本量偏晚终雪日期值可有效估算10年平均终雪日期,其外推结果较之线性函数和二项式函数具有更小的不确定性。③ 南宋时期杭州春季的平均温暖程度大致相当于1951-1980年,该时期在百年尺度上可划分为1131-1170年的寒冷期和1171-1270年的温暖期。其中,后一阶段有1181-1200年和1221-1240年两个亚冷期。④ 南宋时期杭州10年平均终雪日期的变化与中国其他地区温度变化的代用证据和重建结果具有较好的一致性,并与太平洋十年涛动的冷暖位相变化比较吻合,这可能说明了中世纪暖期太平洋十年涛动对中国大部分地区气候所具有的共同影响。本文为更深入认识12-13世纪中国东部季风区的气候变化特征提供了新的证据。
关键词：
Abstract
We collected and verified documentary records of the latest spring snowing dates (LSSD) in Hangzhou during the Southern Song Dynasty. Further, the statistical correlation between this proxy and February-April mean temperature in this region was examined, and samples later than the perennial mean of the LSSD during the study period were transformed into the decadal mean of LSSD by means of Boltzmann function. General characteristics of this reconstructed LSSD series with a 10-year temporal resolution were analyzed, compared with other documentary evidences and reconstructed climate series in China for 1131-1270 AD. The results suggested that: (1) Records of the LSSD in Hangzhou during the study period did not refer to ice pellets and graupels, which had an explicit climatic significance (-0.34 ºC/10d, R2=0.37, P<0.001). However, when this proxy was used to reconstruct temperature changes, all dates should be converted in Gregorian style and meet the same criterion of "true Qi" as the Chinese traditional calendar after 1929 AD. (2) The decadal mean of LSSD can be effectively estimated by using the forefront of LSSD in the decade on the basis of Boltzmann function, whose extrapolation has a less uncertainty than that on the basis of linear models or polynomial models. (3) The spring in Hangzhou during 1131-1270 AD was almost as warm as the period 1951-1980 AD. At the centennial scale, this period can be divided into two phases: the cold 1131-1170 AD and the warm 1171-1270 AD. In the latter, 1181-1200 AD and 1221-1240 AD were two cold intervals at the multi-decadal scale. (4) The reconstructed LSSD series was well consistent with other documentary evidences and reconstructed climate series in China for 1131-1270 AD, which may reflect the mutual influence on the climate over most of China imposed by the Pacific Decadal Oscillation (PDO).
Keywords：
“中世纪暖期”是过去全球变化研究计划（PAGES）高度关注的重点时段[1]。研究这一被公认为属于气候自然变率的历史暖期,不仅对于深入认识气候系统的多尺度变化及其影响具有重要科学价值,而且有助于诊断20世纪气候增暖的历史地位、识别人类活动对气候的影响以及预估未来的气候变化。目前,“中世纪暖期”的起止时间、温暖程度、阶段性划分以及变化幅度等问题尚存在争议[2-4],仍需要更多区域尺度上的高分辨率证据予以证实。
中国在“中世纪暖期”研究上已开展大量工作并于近10年取得显著进展[5]。在西部地区以及东西部交界地带,人们基于树轮、湖泊纹层沉积、冰芯等自然证据,重建了多条年至10年分辨率的温度代用序列[6-9],各区域在该时期的温度变化特征遂得以揭示。然而,在素以历史文献丰富而著称的东部季风区,该时段迄今只有30年和10年分辨率的温度重建序列各一条[10-11]。并且,对于期间南宋时代温度变化特征的认识,诸家观点也是不尽相同,主要者兹述如下：① 东中部气候总体上较今偏冷,以1200年为转折点呈现出前冷后暖的波动[12-14];② 东中部气候持续寒冷,没有明显的冷暖转折点[15];③ 东中部气候至少不冷于现代,亦存在1200年（或1192年）前后由冷转暖的变化,其后期没有明显的降温转寒阶段[10, 16-19];④ 华中气候总体上较今略暖,且自1140年以后即已转暖,但其间12世纪60年代和1221-1250年偏冷[11]。
学界在南宋气候变化特征上的观点分歧,与各家研究结果的时间分辨率高低有一定关系,更与所用记录的类别以及数据处理方法的不同所引起的误差大小有关。例如,竺可桢先生将杭州春雪记录作为推断南宋气候的主要证据,但之后该观点在两方面遇到较大挑战,因而有以下争议：① 在记录日期的中西历转换时,阳历日期是否需要修订[13, 15, 17, 19];② 杭州终雪日期有无气候指示意义[17, 20-21]。又如,在资料分析方法上,有的学者将这类记录只视作一种寒冷事件与其他证据并用,采用冷暖频次法[15]或是寒冷指数法[11]进行分析;有的则延续竺先生的间接推断法,将其按10年分为一组,择各组记录最晚值加以平均,再与现代的同一指标值加以对比[17]。
本文在重新整理、考订南宋杭州春雪记录日期的基础上,对此类资料的气候指示意义予以分析,进而采用较前不同的方法新建一条10年分辨率的温度代用序列,以期为更全面认识南宋气候的年代际变化特征,以及进一步集成多种代用资料进行“中世纪暖期”温度变化重建提供依据。
杭州地处中国东中部长三角地区南端以及杭州湾西缘,属亚热带季风性湿润气候。该地区在历史上为南宋都城所在,经济发达,文化繁荣,具有丰富的文献记录,这给研究当时气候创造了便利的条件。在各类史料中,《宋会要辑稿·瑞异·雪异》和《宋史·五行志》对于南宋时期杭州的春季降雪记载最多。另《宋史·本纪》、《建炎以来系年要录》等史料也有一些记载。竺可桢先生1924年曾对此有过整理,共辑得31年记录[12];之后,张德二、牟重行、满志敏等先生又分别将记录增补至46年[14]和52年[22]。本文则根据对南宋后期历史记载最为详细的史书—《宋史全文》以及部分诗文集的整理结果,进一步将相关记录增补至62年。
史料中春雪现象主要可以分为两类情形：一是降雪量偏大,如：“绍兴三十一年（1161年）,正月戊子大雨雪,至于已亥,禁旅垒舍有压者,寒甚”（《宋史·五行志》）;二是降雪日期偏晚,如：“隆兴元年（1163年）,正月二十七日雪降非时”（《宋会要辑稿·瑞异·雪异》）。若就后者进行分析,必须将其与前者分开。然而,过往研究却未有效区分两者,在用《宋会要辑稿·瑞异·雪异》和《宋史·五行志》之外的其他资料增补偏晚终雪资料时,将降雪量偏大、但不一定是终雪现象的记录统计在内,这在一定程度上影响了重建结果的可信度。因此,本文认为研究偏晚终雪日期,须先明确当时的判断标准,否则易造成系统误差。
为此,本文对《宋会要辑稿·瑞异·雪异》和《宋史·五行志》中相关“雪降非时”记录进行分析,发现其最早日期为儒略历3月1日,如“乾道五年（1169年）,二月戊子雪”。又南宋学者袁甫① (①宋宁宗嘉定中前后在世,官至兵部侍郎,为宋明理学陆九渊“心学”学派代表人物之一。)言“惊蛰后一夕,雪降非时,占为迫近之象”（《历代名臣奏议》卷六十一）。按《三千五百年历日天象》[23],当时中国历法颁定的惊蛰节气,大约在儒略历2月28日至3月1日。可见惊蛰实为当时判断杭州“雪降非时”的标准。按此标准,本文二次筛选得出57年的南宋杭州春季晚雪记录（表1）。
表1 史料记录的南宋杭州春季终雪日期
Tab.1 Records of the latest spring snowing dates in Hangzhou during the Southern Song Dynasty
| 年份 | 农历月日 | 儒略历日期 | 竺氏格里历日期* | 本文格里历日期 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1131 | 二月寒食日,雪（《宋史·五行志》） | 4月4日 | 4月11日 | 4月5日 | |
| 1133 | 正月壬午,诏禁卫、神武、三衙诸军、御前忠锐、宰执亲兵,并支雪寒钱。（《建炎以来系年要录》卷六十二） | 3月4日 | - | 3月11日 | |
| 1135 | 闰二月戊申,雪（《宋史·高宗本纪》） | 3月20日 | 3月24日 | 3月26日 | |
| 1136 | 二月癸卯,雪（《宋史·五行志》） | 3月8日 | 3月15日 | 3月16日 | |
| 1137 | 二月癸丑雨雹,先一夕雷,后一日雪（《宋史·五行志》） | 3月14日 | - | 3月20日 | |
| 1143 | 三月癸丑,雨雪（《宋史·五行志》） | 4月12日 | 4月19日 | 4月18日 | |
| 1147 | 二月丙申,雪（《宋史·五行志》） | 3月5日 | 3月12日 | 3月11日 | |
| 1148 | 二月癸卯,雪（《宋史·五行志》） | 3月6日 | 3月13日 | 3月13日 | |
| 1155 | 正月乙亥,雪（《建炎以来系年要录》卷一百六十八） | 3月2日 | - | 3月8日 | |
| 1158 | 三月丙寅,雨雪（《宋史·五行志》） | 4月6日 | 4月13日 | 4月13日 | |
| 1159 | 二月戊戌,大雪（《宋史·五行志》） | 3月4日 | 3月11日 | 3月10日 | |
| 1160 | 二月乙卯,雪（《建炎以来系年要录》卷一百八十三） | 3月15日 | - | 3月22日 | |
| 1162 | 二月壬戌,雪（《建炎以来系年要录》卷一百九十七） | 3月12日 | - | 3月19日 | |
| 1163 | 正月二十七日,雪降非时（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月3日 | - | 3月9日 | |
| 1164 | 二月丁丑,雨雹及雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月16日 | 3月23日 | 3月23日 | |
| 1165 | 二月大雪,丙申又雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月30日 | - | 4月7日 | |
| 1166 | 二月丙申,雪（《宋史·五行志》） | 3月25日 | 4月1日 | 4月1日 | |
| 1167 | 二月玍午,雪（《宋史·五行志》） | 3月6日 | - | 3月12日 | |
| 1168 | 二月乙卯,雨雹、大雪（《宋史全文》卷二十五） | 4月2日 | 4月12日 | 4月9日 | |
| 1169 | 二月戊子,雪（《宋史·五行志》） | 3月1日 | 3月8日 | 3月8日 | |
| 1171 | 二月丙辰,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月19日 | 3月26日 | 3月25日 | |
| 1173 | 闰正月十七日,诏临安府雪寒细民艰食（《宋会要辑稿·食货》） | 3月2日 | - | 3月8日 | |
| 1186 | 正月已丑雷,后三十五日雪（《宋史·五行志》） | 3月8日 | - | 3月15日 | |
| 1188 | 二月丁亥,雨雪而雹（《宋史·五行志》） | 3月20日 | - | 3月27日 | |
| 1189 | 二月十三日,雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月1日 | - | 3月8日 | |
| 1190 | 二月丙申,雪（《宋史·五行志》） | 3月19日 | 3月19日 | 3月26日 | |
| 1191 | 二月十三日,雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月10日 | 3月15日 | 3月17日 | |
| 1193 | 二月已未,雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月26日 | 4月2日 | 4月2日 | |
| 1197 | 二月戊辰,雪（《宋史·五行志》） | 3月10日 | - | 3月21日 | |
| 1199 | 二月庚午,雪（《宋史·五行志》） | 3月6日 | 3月13日 | 3月13日 | |
| 1200 | 二月乙酉,雪（《宋史·五行志》） | 3月15日 | 3月22日 | 3月22日 | |
| 1204 | 正月玍辰,雪而雹（《宋史·五行志》） | 3月1日 | - | 3月8日 | |
| 1205 | 二月乙卯,雪（《宋史全文》卷二九） | 3月19日 | - | 3月26日 | |
| 1207 | 二月戊申,雪（《宋史·五行志》） | 3月2日 | 3月9日 | 3月9日 | |
| 1208 | 二月甲寅,雪（《宋史·五行志》） | 3月2日 | 3月9日 | 3月9日 | |
| 1211 | 二月丙子,雪（《宋史·五行志》） | 3月9日 | 3月16日 | 3月16日 | |
| 1213 | 二月丁亥,雨雪集霰（《宋史·五行志》） | 3月9日 | 3月18日 | 3月16日 | |
| 1216 | 二月丙申,雪（《宋史·五行志》） | 3月2日 | 3月9日 | 3月9日 | |
| 1217 | 二月玍戌,雪（《宋史·五行志》） | 3月23日 | 3月30日 | 3月30日 | |
| 年份 | 农历月日 | 儒略历日期 | 竺氏格里历日期* | 本文格里历日期 | |
| 1223 | 三月癸丑,雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 4月12日 | - | 4月19日 | |
| 1224 | 三月癸丑,雪（《宋史·五行志》） | 4月6日 | 3月14日 | 4月13日 | |
| 1225 | 四月辛卯,雪（《宋史·五行志》） | 5月9日 | - | 5月16日 | |
| 1226 | 三月廿八雪,十月十九雷（洪咨夔《冬雷行》） | 4月26日 | - | 5月2日 | |
| 1231 | 二月己巳,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月17日 | 3月24日 | 3月23日 | |
| 1233 | 三月壬子,雨雪（《宋史·五行志》） | 4月18日 | 5月16日 | 4月25日 | |
| 1234 | 二月癸酉,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月5日 | 3月12日 | 3月12日 | |
| 1235 | 三月乙未,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月22日 | 3月29日 | 3月29日 | |
| 1238 | 二月乙未,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月6日 | - | 3月13日 | |
| 1243 | 二月丙辰,雪（《宋史全文》卷三三） | 3月1日 | - | 3月8日 | |
| 1244 | 门巷雪撩乱,低头且掩扉（朱南杰“甲辰入京,春深犹雪,和吴啸妬”诗） | 3月11日 | - | 3月18日** | |
| 1246 | 二月壬申,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月1日 | 3月8日 | 3月8日 | |
| 1250 | 二月丁酉朔,雪（《宋史全文》卷三三） | 3月5日 | - | 3月8日 | |
| 1253 | 二月壬子,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月4日 | 3月11日 | 3月11日 | |
| 1254 | 三月戊子,雨雪（《宋史·五行志》） | 4月4日 | 4月11日 | 4月11日 | |
| 1258 | 二月,雨雪（《宋会要辑稿·瑞异》） | 3月7日 | - | 3月14日*** | |
| 1259 | 二月庚辰,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月1日 | 3月8日 | 3月8日 | |
| 1264 | 二月辛亥,雨雪（《宋史·五行志》） | 3月5日 | 3月12日 | 3月12日 | |
从国外古气候重建的经验看,对西方17世纪以前的史料进行阳历日期修订是一种惯例[24-26]。但在国内,这一作法却出现了争议。从表面上看,这是因为国内研究者使用了不同的中西历对照表,这些工具书存在有无标明儒略历与格里历转换关系的差异。例如,徐锡祺编《新编中国三千年历日检索表》[27]注有各年份格里历与儒略历的日期转换差值;薛仲三等合编《两千年中西历对照表》[28]、方诗铭等合编《中国史历日和中西历日对照表》[29]对此则无特别说明。但更主要原因则是一些使用者对历法界从公元前46年（儒略历开始使用）到公元1582年使用儒略历表达日期,而之后使用格里历的共同约定及其原因② (②由于儒略历每年365.25天的长度比现代回归年365.2422日长0.0078天,故该历在公元325年规定春分为3月21日后,在随后1257年间累积误差逐渐达到10天,春分点也随之提前至1582年3月11日,失去了指示季节的作用。)缺乏了解。在这样情况下,他们如历法学家江晓原先生所述,将“表达历史事件的日期”等同于“推算历史事件的日期”[30]。因此,为正确比较同类气候现象的古今日期差异,理应如竺可桢[13]、满志敏[19]两位先生的作法,将相关史料的日期由儒略历转换成格里历。
两位先生虽给出具体史料的修订结果,却未详释修订步骤,且竺氏结果部分有误,这令后学者无法依样而为。本文认为古代史料在进行中西历换算时,不仅要考虑西方历法变革的影响,还须考虑中国传统农历自“平气注历”到“定气注历”的变革：中国大多数历谱均为“平气注历”,以冬至时刻为起点,将一回归年二十四等分,各段界点即二十四节气,相邻节气平均相隔15.22天;1645年《时宪历》之后的“定气注历”,则以太阳在黄道上位置为节气标准,自春分点起算,黄经每隔15°为一节气,相邻两节气相隔14~16天[31]。这一变革导致在“平气”标准下颁定的古代节气日期较之按现代定气标准计算的当时实际节气日期会有1~2天的日期误差。例如,1131年的清明,按当时历法的“平气”标准在儒略历的4月1日,然而按与现代农历一样的“定气”标准则在儒略历的3月30日,两者相差两天。
因此,为保证气候现象的古今对比是在同一个历法体系、节气标准下,本文建议1582年之前的史料应统一由儒略历转换成格里历,并在节气日期的确定上都与现今一样采用“定气”的标准。相应地,有以下的日期中西历换算步骤：中历日期据中西历对照表先转换成儒略历表达的日期;然后,计算在“定气”标准下与欲转换日期最为相邻的节气的古今日期差异,再据之将儒略历日期订正为格里历日期。其中,不同年份的二十四节气“定气”日期,可参照历法学家张培瑜先生的《三千五百年历日天象》[23]计算结果。
经上述步骤,本文给出南宋时期杭州春季终雪记录的格里历日期换算结果（表1）。
亚洲极涡偏大、西太副高偏弱所导致的北方冷空气大规模南下,是造成中国30°N以南地区春季低温冷害的环流背景[32]。在杭州湾水汽充足的情形下,杭州暮春降雪因此确是“风暴南行之征候也”[12]。然而过往研究认为,杭州春季终雪日期的早晚与季平均气温间并没有明显的统计关系,因此文献中的春雪记载与当年春季温度的关系无法认定[17, 21]。本文认为,在利用相关分析法定量辨识终雪日期对于气温的指示意义之前,须先甄别古今的终雪日期记录标准是否一致。
《中国地面气象记录年报》（1971-2010年）③ (③中央气象局,《中国地面气象记录年报》（1971-2010年）,《中国地面气象记录月报》（1971-2010年）,内部资料)对降雪终日有以下定义：每年6月30日之前,自天空下降的固态（雹除外）降水现象不论量大小的最终日期。按这一标准,现代降雪终日并不一定出现雪、阵雪、雨夹雪等明显有量的降雪类型,有可能存在霰、米雪、冰粒等微量降雪现象。但就南宋时期而言,由于评估农业灾情的目的,司农寺和史馆被要求“凡诸路奏雨雪之缺与过多者,皆籍之。”（《宋史·职官志》）。因此,霰、米雪、冰粒等微量降雪现象,因损禾害稼程度小,可谓难入史官之眼。另从表1看,霰与雪在当时的记录中有明显区分（见1213年记录）,记录较多的是雨雪、雪和大雪这类有量降雪。因此,本文认为诊断古代终雪日期记录的气候意义,并不能直接套用现代气象观测规范中的终雪日期标准。
为对比有量终雪日期和微量终雪日期气候意义的差异性,本文先从源自中国气象数据共享网的“中国地面气候资料月值数据集”中提取出1951-2010年的杭州2-4月平均气温变化序列。然后,按古今两个标准从《中国地面气象记录年报》（1971-2010年）、《中国地面气象记录月报》（1971-2010年）、《1951-1970年中国逐日降水资料》[33]和《中国天气日数资料：1961-1970年》[34]等资料中整编出同期的两套终雪日期序列。其中,对于1997年、1998年气象记录月报缺失的降雪现象记录,本文利用Weather Underground网站（https://www.wunderground.com）公布的中国天气记录资料予以补齐。最后,利用一元线性回归方程,分别计算1951-2010年两个终雪日期序列与杭州春季气温序列的相关性。
留存下来的南宋终雪记录并非逐年连续。依史书“记异不记常”的惯例以及“天地寒则为雪”（《太平御览·天部·雪》）的传统认识看,这些记录又只代表了当时被认作春季偏冷年的终雪状况。这样,想要通过补齐逐年的终雪日期记录来重建南宋年分辨率的终雪日期序列殊难实现。不过,本文猜测这些偏晚终雪现象既然是异常现象,那么其不同样本量的统计值可能与各年代的平均终雪日期之间存在一定的统计关系,因之有望建立起10年分辨率的终雪日期序列。
为此,按以下步骤重建当时各年代的平均终雪日期：① 在杭州1951-2010年有量终雪日期值的基础上,构建其10年滑动平均值序列;② 与南宋各年代终雪日期的不同样本量（1、2、3、4、5、8）相对应,亦以滑动统计的方式分别求取杭州1951-2010年每10年的最晚终雪日期值,以及每10年内按从晚到早排序的前2位、前3位、前4位、前5位和前8位终雪日期的算术平均值;③ 以终雪日期的10年滑动平均值序列为因变量Y,上述其他六个序列轮流作为自变量X,绘制散点分布图,并对比线性函数、二项式函数、Boltzmann函数的拟合效果,选择最优者作为最终的数据拟合方式。其中,玻尔兹曼分布函数的表达式如式（1）所示;④ 求算南宋各年代对应样本量的终雪日期统计值,并将其作为自变量X代入相应的拟合方程,求得各年代的平均终雪日期。
式中：A1、A2、x0和dx分别为4个参数,系根据实际观测数据以最小二乘法而确定。
为阐明南宋气候变化的特征,本文据终雪日期这一代用指标,分别从气候的总体冷暖程度、阶段性变化、变幅3方面进行分析。其中,对于气候冷暖的波动,本文根据当时各年代平均终雪日期的计算结果,辅以概率变点算法对春季晚雪时序的突变检测,来逐级划分冷暖阶段。该方法对突变具有较好的识别功能,不易引起突变点的漂移,在历史气候研究中已有成功的应用[35-36]。为此,定义检验量为：
式中：M为T（1131-1270年）内杭州春季晚雪现象的次数;Mk为Tk（0~T的某一时段）内杭州春季晚雪现象的次数;θ为k的分段线性函数,其最大值和最小值点常具有气候发生重大转变的意义。
从图1可见,不论杭州终雪是按何种降雪量标准衡量,其1951-2010年的终雪日期变化均与当地2-4月的平均气温变化之间有着显著的相关性,但终雪的气候指示意义在有量降雪标准下更好。具体结果为：① 有量终雪日期与杭州春季平均气温的相关系数为-0.61（样本年共58年④ (④1975年和2002年自年初以后无有量降雪标准上的终雪日期。),显著性水平超过0.001）,线性回归系数为-0.34 ºC/10d;② 微量终雪日期与杭州春季平均气温的相关系数为-0.45（样本年共60年,显著性水平超过0.001）,线性回归系数为-0.28 ºC/10d。
图1 1951-2010年杭州历年终雪日期与2-4月气温的统计关系
注：DOY（Day of Year）,用当年的第几天以表示日期。
Fig.1 The statistical relationships between the latest spring snowing dates and February-April mean temperatures in Hangzhou during 1951-2010
为何20世纪的研究认为杭州终雪日期的早晚与春季平均气温间并没有明显的相关性?从本文的分析结果来看,先前的研究结论就1951-1990年这一时段并无错误之处：有量终雪日期与杭州春季平均气温的相关系数只有-0.26,显著性水平下降为0.20;微量终雪日期与杭州春季平均气温的相关系数更是只有-0.11,显著性水平为0.50。单就有量终雪日期的前后气候意义差异,本文认为主要受相应时段观测样本的数量多寡及分布区间不同的影响（图2）。所以,归因于早期样本量的限制,使得先前研究得出相应的结论。
图2 不同时段杭州有量终雪日期的气候意义
Fig. 2 The climatic significances of the latest spring snowing date during different periods
数据拟合结果（表2）显示：前述的6个指标（每10年的最晚终雪日期值,以及每10年内按从晚到早排序的前2位、前3位、前4位、前5位和前8位终雪日期的算术平均值）均可有效地用于10年平均终雪日期的估算（P<0.001）;较之线性函数、二项式函数等常见函数,近似“∫”型分布的玻尔兹曼函数的拟合效果更优。需要指出的是,最常见的线性函数在外推预测时常具有很大的不确定性[37]。相较之下,玻尔兹曼拟合曲线的两端收敛特征（图3）使得该方法应用于外推预测时,结果具有更小的不确定性。这样,对于一些极其偏晚的终雪日期记录,该函数的重建结果不会像线性函数那样产生太大误差。
表2 杭州10年平均终雪日期的三类别函数拟合效果对比
Tab.2 Different fitting results of three functions on the 10-year mean latest spring snowing date in Hangzhou
| 自变量 | 残差平方和 | 方差解释量 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 线性 | 二项式 | 波尔兹 曼曲线 | 线性 | 二项式 | 波尔兹 曼曲线 | ||
| 最晚终雪日期 | 413.99 | 371.33 | 357.66 | 0.77 | 0.79 | 0.79 | |
| 前2晚终雪日期均值 | 428.61 | 211.31 | 197.17 | 0.77 | 0.88 | 0.88 | |
| 前3晚终雪日期均值 | 252.35 | 94.22 | 86.43 | 0.86 | 0.95 | 0.95 | |
| 前4晚终雪日期均值 | 204.76 | 67.21 | 61.62 | 0.89 | 0.96 | 0.96 | |
| 前5晚终雪日期均值 | 105.59 | 46.83 | 44.98 | 0.94 | 0.97 | 0.97 | |
| 前8晚终雪日期均值 | 15.98 | 15.55 | 14.80 | 0.99 | 0.99 | 0.99 | |
图3 杭州10年内不同样本量偏晚终雪日期至10年平均终雪日期的转换关系
Fig. 3 The relationships between the 10-year mean latest spring snowing date and 6 statistic indexes for the decadal latest spring snowing dates in Hangzhou
从图3a~3f亦可见,推算的10年平均终雪日期是否偏晚于某一日期,不仅和分析者使用的10年内偏晚终雪日期的样本量有关,还与相应记录的整体偏晚程度有关。具体而言,每10年的最晚终雪日期,以及每10年内按从晚到早排序的前2位、前3位、前4位、前5位和前8位终雪日期的算术平均值,要在分别晚于4月3日、3月25日、3月21日、3月18日、3月15日、3月10日的情况下,才有可能使得据之推算的10年平均终雪日期晚于现代1951-1980年的平均终雪日期——3月6日。因此,在没有给出定量转换关系的情况下,不能单凭历史上某10年内个别年份或者某些年份终雪日期的偏晚,就断定该年代的平均终雪日期偏晚。
1131-1270年杭州的平均终雪日期约相当于格里历3月6日⑤ (⑤以下史料日期非单独说明,均为换算后的格里历日期。),基本等同于1951-1980年的情形。这可能表明杭州当时的气候与现代差不多温暖;且在长时间尺度上,是否晚于惊蛰是杭州有量春雪偏晚的判断标准。
综合图4a~4b的结果看,当时杭州气候的冷暖波动在百年尺度上大致以1171年前后为突变点⑥ (⑥1133年和1137年已处于序列端点附近,不作划分依据.),并据之可划分为两个阶段：① 1131-1170年为寒冷阶段,其平均终雪日期相当于格里历3月10日,较1951-1980年晚4天。其中,以1154年前后为界,该阶段又可以细分为由冷转暖的1131-1154年和由暖转冷的1155-1170年两个亚冷期。② 1171-1270年为“三暖夹两冷”的温暖阶段,其平均终雪日期相当于3月4日,较1951-1980年提前2天。其中,1171-1180年（平均终雪日期为2月27日）、1201-1220年（平均终雪日期为3月4日）、1241-1270年（平均终雪日期为2月26日）是3个亚暖期,1181-1200年（平均终雪日期为3月8日）和1221-1240年（平均终雪日期为3月11日）是两个亚冷期。
图4 南宋时期（1131-1270AD）各气候变化重建结果的对比
注：① 图a中的概率基准期为南宋1131-1270年;② 图b中的基准期为1951-1980年;③ 图c中华中地区的基准期为过去千年,阿尼玛卿山的基准期为过去两千年,蓝色和橙色区域分别代
Fig.4 Comparison of reconstructed climatic change series for 1131-1270 AD
另外,南宋气候在10年和30年尺度上的“暖峰”和“冷谷”,其分别对应的平均终雪日期均较现代1951-2010年更晚一些,但变幅并不大于现代。南宋最暖10年（13世纪60年代）的平均终雪日期为2月18日,最冷10年（12世纪60年代）的平均终雪日期为3月17日,变幅约为27天。而1951年以来,最暖10年（21世纪初10年）的平均终雪日期为2月7日,最冷10年（20世纪60年代）的平均终雪日期为3月9日,变幅比南宋时期多3天。另外,南宋最暖30年（1241-1270年）的平均终雪日期为2月26日,最冷30年（1141-1170年）的平均终雪日期为3月11日,也分别晚于现代1981-2010年的2月18日和1951-1980年的3月6日,但南宋时期13天的终雪日期变幅小于现代的16天。
中国东部季风区不同站点、不同季节的温度变化具有一定的一致性[10, 39]。对比本文重建结果与其他文献证据,可知此结论诚然。例如,经由上文推测的1171年前后南宋气候在百年尺度上由冷至暖的突变,恰与南宋时期杭州“冬温、无雪、无冰”现象在1167-1170年第一次接二连三的出现相吻合。当这样的暖冬现象再次于1195-1202年的8年内频繁出现了6次时,南宋气候的再度转暖已不言而喻,这也正是本文据终雪日期变化所得出的认识。本文还认为1154年前后是东部季风区1131-1170年气候寒冷期的中间“∩”形拐点,这也有一些史料可作佐证。1149年冬,诗人张九成于江西南安（今大余县）赋诗《十一月忽见雪片,居此七年未曾见也》,可见此前1142-1148年在南岭北麓并没有特别强的冬季寒流。至1153年年底,由于江南暖冬现象的出现,当地往年因河流经常冻合而配置的破冰工具基本闲置⑦ (⑦ [金]蔡珪《撞冰行》,“吴侬笑向吾曹说：‘昔岁江行苦风雪,扬锤启路夜撞冰,手皮半逐冰皮裂。’今年穷腊波溶溶,安流东下闲篙工”。)。之后,东中部地区的气候又再度转寒,以致杭州1158-1173年的16年间仅有3年没有春季偏晚终雪日期的记录。
除了气候冷暖变化的拐点外,本文还对据终雪日期变化认定的南宋各年代气候冷暖态势,补充了相应的植物物候、作物种植北界、气候水文现象和气候感知等记录作为旁证。其中,南宋气候在1200年之前的寒冷、之后的温暖,前人皆有较多论述[12-19],此处不再赘述。惟气候在12世纪70年代之暖、13世纪20-30年代之冷,前述研究未以较多证据论及,此处特以其他证据予以补充说明。查12世纪70年代,天彭（今四川彭州市）牡丹在寒食、清明时（儒略历3月29-31日,格里历4月5-7日）举办花会⑧ (⑧ [宋]陆游《天彭牡丹谱·风俗记》,“天彭号小西京,以其俗好花,有京洛之遗风,大家至千本。花时,自大守而下,往往即花盛处张饮,帟幙车马,歌吹相属,最盛于清明寒食时”。),北京冬小麦在小满末候（儒略历5月26-30日,格里历6月1-5日）进入蜡熟期⑨ (⑨ [清]曹仁虎《七十二候考》,“金史志与唐史略同,惟改小满末候—小暑至为麦秋至”。另据《金史·历志》,金代改用《知微历》系在大定二十一年（1181年）。)。而现今彭州市的牡丹在每年4月10日前后举办花会[40],较之南宋至少晚了3天;北京冬小麦在6月17日前后进入蜡熟末期（收割期）[41],其蜡熟初期一般在之前的4~6天[42],较之南宋时晚了6天以上。另外,1176年南宋使团出访金国,“以二月旦过淮,虽办锦裘之属,俱置不用。……,回辕（白沟）⑩(⑩ 原宋辽界河,流经今保定、天津一带。) 当三月中、下旬,一路红尘涨天,热不可耐,若江南五、六月气候⑪(⑪[宋]周辉《清波杂志·朔北气候》。)”。这些史料也说明在12世纪70年代,中国东中部无论南北,气候均已出现偏暖迹象。至于13世纪20-30年代气候之冷,本文另从南宋诗人洪咨夔《平斋文集》和金-元诗人元好问的《遗山文集》等资料中也找到相关物候证据。洪咨夔1225年罢官后居家临安於潜九年,期间当地清明时的物候现象多为梨树开花⑫(⑫例如,1226年《清明》诗云“梨花匼匝不见叶,柳穟玲珑初欲绵”;1233年《溪行》诗亦云“梨花寒食近,谁与管飘零”。);元好问于1234年金亡后被羁管于山东冠县,期间的寒食清明节曾赋诗数首描述盛开的杏花⑬(⑬例如,1235年赋《冠氏赵庄赋杏花》四首,其一云,“闻道纪园千树锦,一尊犹及醉清明”。)。而现今杭州梨花在三月下旬到四月初开放,冠县花期晚于杏花的梨花常在4月3日进入赏花期。故可知,在当时中国东部季风区从北到南都有春季物候较今推迟的现象。
较之竺可桢[14]以及葛全胜等[10]序列的南宋时段,本文重建序列的差别主要在于：① 分辨率更高,达到了10年;② 更清晰地揭示出南宋气候的阶段性变化特征。一方面,气候由冷到暖的转折点是在1171年前后,而不是先前普遍认为的1200年前后;另一方面,南宋后期并非没有明显的降温期,1221-1240年气候曾一度转寒。前后研究结果之间的差异,主要是因为现在获取了更多数量的史料,资料的中西历日期转换更为准确,并且有着较为合理的年-年代的数值转换方法。
本文重建结果还与同样分辨率上的华中地区过去千年文献序列[11]、东部季风区边缘阿尼玛卿山过去两千年树轮序列[7]指示的南宋时期冷暖状况进行了对比（图4c）,结果显示：杭州气候在1131-1150年的偏冷,1161-1180年的由冷转暖,1201-1250年的由暖转冷等各阶段冷暖变化特征,均与华中地区以及阿尼玛卿山相仿。另外,王绍武认为中世纪暖期在中国东部主要出现于1041-1140年以及1171-1270年两个时段[11],本文在30年尺度上所甄别出的南宋温暖期恰与之相一致。这些均说明本文的重建序列与其他序列之间存在较好的一致性,能从一定程度上反映南宋时期中国大部分地区的气候冷暖变化特征。
值得注意的是,与过去千年太平洋十年涛动（Pacific Decadal Oscillation, PDO）序列[38]的同时段重建结果（图4d）相比较,上述3地的气候重建结果还有着非常一致的三冷、三暖的位相变化。这一对比结果和过去2000年中国东部异常降雪指数变化（据文献记录重建）与PDO指数变化的对比结果[43]大体一致。在现代,中国大部分地区冬季气温的年代际变化与PDO的年代际变化呈正相关关系[44];并且,当冬季北太平洋涛动处于暖位相时,中国东部大部分地区其后的春季气温也会显著偏高[45]。而在中世纪暖期,在海洋恒温机制（thermostat mechanism）下,沃克环流又对中国东部季风区有着非常明显的影响[46]。结合上述认识,南宋时期PDO直接影响到中国大部分地区的温度变化,这可能正是4条序列的对比具有一致性的原因所在。
从本质上看,终雪日期描述的只是杭州的一类天气事件。虽然这类事件与当地春季温度之间有着统计学意义上的相关性,但文字记录毕竟只是温度的代用证据。另外,利用不同样本量偏晚终雪日期转换成10年平均终雪日期,在过程上本身也会有预测区间宽窄的差异（图3）。因此,重建结果存在不确定性在所难免。
再者,宋元时期丰富的官私资料在整体上以南宋前期和末期为少[19]。杭州终雪日期记录虽有较多样本量,但仍可能在这两个时段漏、缺记。尤其是宋度宗一朝（1264-1274年）,因其后南宋的迅速败亡,而没有相应的实录成书。这样的资料保存情况就使得《宋史全文》、元修《宋史》对理宗以后的记录有录无书或是十分疏略。因此,终雪记载可能存在的漏、缺记现象对本文各年代的气候重建结果有潜在的不确定性影响。另外,1244年和1258年的两条记载仅记月份而没有确切日期,本文处理为朔日,也会造成实际的10年平均终雪日期可能会比本文计算结果更晚一些。
中国历史文献记录之丰富、久远为他国殊难企及,这对于开展过去2000年全球变化研究而言弥足宝贵。在近些年相关工作取得显著进展的情况下,文献记录尚有进一步利用的空间,气候信息的提取和分析仍有提升的余地。本文承袭了先前研究利用多类资料综合、定量推断气候变化的思路,但与过往相比较,除史料收集与日期考订上更为完善之外,还在指标的气候意义分析、年—年代指标的转换以及重建结果的分辨率等方面有所进步。
通过上述研究,可得到以下结论：
（1）南宋史料记述的杭州偏晚终雪现象系以惊蛰以后为标准,且不包括霰和冰粒类微量降雪类型,这类有量终雪记录有着明确的气候指示意义,可有效用于温度变化重建,但中历日期在转换成西历时,必须与现今一样同是格里历和“定气”的历法标准;
（2）以不同样本量的偏晚终雪日期值可有效估算10年平均终雪日期,在数据拟合方法上,利用非线性的波尔兹曼函数可使外推结果较之线性、二项式等常见函数具有更小的不确定性;
（3）南宋时期杭州春季气候的温暖程度与现代1951-1980年大致相当,在百年尺度上可以划分为1131-1170年的寒冷期和1171-1270年的温暖期。其中,后一阶段明显存在着1181-1200和1221-1240年的两个亚冷期;
（4）同在10年尺度上比较,南宋时期杭州终雪日期的变化与中国其他地区温度变化的代用记录和重建结果有着较好的一致性,并与PDO的冷暖位相变化大致相符,这可能反映了中世纪暖期PDO对中国大部分地区气候的共同影响。
致谢：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所杨保研究员、北京大学物理学院大气与海洋科学系闻新宇研究员和浙江省气候中心刘樱女士在本文的数据获取和核对过程中给予了大力支持,中国科学院中国古天文联合研究中心李勇研究员以及匿名审稿人也分别对本文的历谱分析以及序列对比予以建设性意见,在此并致谢忱！
The authors have declared that no competing interests exist.
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Science Plan and Implementation Strategy . |
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Was there a medieval warm period, and if so, where and when? https://doi.org/10.1007/BF01092410 URL [本文引用: 1] 摘要
The available data exhibit significant decadal to century scale variability throughout the last millennium. A comparison of 30-year averages for various climate indices places recent decades in a longer term perspective.
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https://doi.org/10.1007/10551304_58 URL 摘要
This is a presentation of results from a recently released report written by a committee established by the National Research Council and chaired by the speaker. The report was titled the same as the title of this talk. It focused on the methods of reconstructing the large scales of such surface temperature fields, since there has been considerable discussion in the scientific literature, assessments such as the IPCC, the popular press, blogs and even Congressional Hearings. The so-called `hockey stick' curve indicating a gradual cooling from the beginning of the record at about 1000AD to roughly 150 years ago when the curve take a steep upward trend (the so-called global warming). The original publications by Mann, Bradley and Hughes were careful to present and emphasize error margins that have been ignored by many in the controversy. The Committee found that numerous subsequent publications have reported reconstructions that utilized different data and different statistical assumptions. These all fall within the error margins of the original studies. While the committee has some reservations about the period prior to the year 1600AD, it still concludes that it is plausible that surface temperatures averaged over the Northern Hemisphere over the last three decades are plausibly the warmest for any such comparable period in the last 1000 years.
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Spatial and temporal characteristics of climate in Medieval Times revisited .https://doi.org/10.1175/2011BAMS-D-10-05003.1 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
Developing accurate reconstructions of past climate regimes and enhancing our understanding of the causal factors that may have contributed to their occurrence is important for a number of reasons; these include improvements in the attribution of climate change to natural and anthropogenic forcing, gaining a better appreciation for the range and magnitude of low-frequency variability and previous climatic regimes in comparison with the modern instrumental period, and developing greater insights into the relationship between human society and climatic changes. This paper examine up-to-date evidence regarding the characteristics of the climate in medieval times (A.D. 950-1400). Long and high-resolution climate proxy records reported in the scientific literature, which form the basis for the climate reconstructions, have greatly expanded in the last few decades, with greater numbers of sites that now cover more areas of the globe. Some comparisons with the modern climate record and discussion of potential mechanisms associated with the patterns of medieval climate are presented here, but our main goal is to provide the reader with some appreciation of the richness of past natural climate variability in terms of its spatial and temporal characteristics. (Page 1487)
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State-of-the-arts in the study of climate changes over China for the past 2000 years .https://doi.org/10.11821/dlxb201409001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
回顾过去2000 年中国气候变化的研究历史,总结了本领域在最近10 年的新成果,并对未来研究动向进行了展望.主要内容包括:代用证据采集、过去2000 年温度序列重建与冷暖期辨识、降水及干湿序列重建与变化特征分析、过去千年气候变化模拟与机制诊断、历史气候变化影响分析等.主要进展体现在:加密了中国气候变化代用资料的空间覆盖度,提升了2000 年气候变化序列重建、资料分析和影响辨识等研究的定量化程度,深化了对中国过去2000 年气候在年代—百年尺度的变化特征及其形成机制与影响的认识.为进一步揭示地球系统的变化规律,特别是更深入认识中国气候的时空变化规律提供了更好的基础.
过去2000年中国气候变化研究的新进展 .https://doi.org/10.11821/dlxb201409001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
回顾过去2000 年中国气候变化的研究历史,总结了本领域在最近10 年的新成果,并对未来研究动向进行了展望.主要内容包括:代用证据采集、过去2000 年温度序列重建与冷暖期辨识、降水及干湿序列重建与变化特征分析、过去千年气候变化模拟与机制诊断、历史气候变化影响分析等.主要进展体现在:加密了中国气候变化代用资料的空间覆盖度,提升了2000 年气候变化序列重建、资料分析和影响辨识等研究的定量化程度,深化了对中国过去2000 年气候在年代—百年尺度的变化特征及其形成机制与影响的认识.为进一步揭示地球系统的变化规律,特别是更深入认识中国气候的时空变化规律提供了更好的基础.
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Millennial minimum temperature variations in the Qilian Mountains, China: Evidence from tree rings . |
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A 2000-year temperature reconstruction in the Animaqin Mountains of the Tibet Plateau, China .
Abstract A 2665-year ring-width chronology was developed based on Qilian juniper from the upper treeline of the Animaqin Mountains on the eastern Tibetan Plateau. Correlation analysis results showed that the chronology was significantly negatively correlated with April–June maximum temperature at nearby meteorological stations, indicating that maximum temperature is the factor that limits tree growth in this area. Accordingly, we reconstructed the average April–June maximum temperature variations since 261 BC. Our regression model explained 37.9% of the total variance for the whole calibration period of 1960–2012. Our reconstruction revealed that the maximum temperature started to increase from approximately 1750 without a rapid warming trend, and the warmest period was from AD 890 to 947, as opposed to the recent period, whereas the period from AD 351–483 was the coldest. Significant periods in the wavelet power spectrum were approximately 2–8 years, 20–30 years, 30–60 years, and 60–130 years, as well as some long-term periods (more than 200 years). Comparisons with other temperature series from neighboring regions and the Northern Hemisphere as a whole support the validity of our reconstruction and suggest that it provides a representation of the temperature change for the Animaqin area, although asymmetric variation patterns in minimum and maximum temperatures were found.
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A less or more dusty future in the northern Qinghai-Tibetan Plateau? https://doi.org/10.1038/srep06672 URL PMID: 25335792 摘要
Abstract Dust plays an important role in climate changes as it can alter atmospheric circulation, and global biogeochemical and hydrologic cycling. Many studies have investigated the relationship between dust and temperature in an attempt to predict whether global warming in coming decades to centuries can result in a less or more dusty future. However, dust and temperature changes have rarely been simultaneously reconstructed in the same record. Here we present a 1600-yr-long quantitative record of temperature and dust activity inferred simultaneously from varved Kusai Lake sediments in the northern Qinghai-Tibetan Plateau, NW China. At decadal time scale, our temperature reconstructions are generally in agreement with tree-ring records from Karakorum of Pakistan, and temperature reconstructions of China and North Hemisphere based on compilations of proxy records. A less or more dusty future depends on temperature variations in the Northern Qinghai-Tibetan Plateau, i.e. weak and strong dust activities at centennial time scales are well correlated with low and high June-July-August temperature (average JJA temperature), respectively. This correlation means that stronger summer and winter monsoon should occur at the same times in the northern Qinghai-Tibetan Plateau.
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Temperature variations over the past millennium on the Tibetan Plateau revealed by four ice cores .https://doi.org/10.3189/172756407782871305 URL [本文引用: 1] 摘要
Temperature variation on the Tibetan Plateau over the last 1000 years has been inferred using a composite 18O record from four ice cores. Data from a new ice core recovered from the Puruogangri ice field in the central Tibetan Plateau are combined with those from three other cores (Dunde, Guliya and Dasuopu) recovered previously. The ice-core 18O composite record indicates that the temperature change on the whole Tibetan Plateau is similar to that in the Northern Hemisphere on multi-decadal timescales except that there is no decreasing trend from AD 1000 to the late 19th century. The 18O composite record from the northern Tibetan Plateau, however, indicates a cooling trend from AD 1000 to the late 19th century, which is more consistent with the Northern Hemisphere temperature reconstruction. The 18O composite record reveals the existence of the Medieval Warm Period and the Little Ice Age (LIA) on the Tibetan Plateau. However, on the Tibetan Plateau the LIA is not the coldest period during the last millennium as in other regions in the Northern Hemisphere. The present study indicates that the 20th-century warming on the Tibetan Plateau is abrupt, and is warmer than at any time during the past 1000 years.
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Winter half-year temperature reconstruction for the middle and lower reaches of the Yellow River and Yangtze River, China, during the past 2000 years .https://doi.org/10.1191/0959683603h1680rr URL [本文引用: 4] 摘要
ABSTRACT Phenological cold/warm events recorded in Chinese historical documents are used to reconstruct, at 10–30 years' resolution, winter half-year (October to April) temperatures for the past 2000 years in the central region of eastern China. Because of the uneven spatial and temporal distribution of the phenological records, the reconstruction of the regional mean temperature involves two steps: reconstruction for individual sites within the region and calculation of the regional mean. For a single site, the reconstruction involves: identifying the difference in dates in phenological events for both historical and modern records; establishing the conversion function between the date difference and temperature change from the modern records; and converting the historical records into temperature variation. The spatial representativeness of the individual sites is studied by examining the correlation between individual sites and regional mean temperature from modern instrumental data. The correlation is then used as the basis for constructing the regional mean winter half-year temperature for the past 2000 years. From the beginning of the Christian era, climate became cooler at a rate of 0.17°C per century, and around the ad 490s temperature reached about 1°C lower than that of the present (the 1951– 80 mean). Then, abruptly, temperature entered a warm epoch from the ad 570s to 1310s with a warming trend of 0.04°C per century; the peak warming was about 0.3–0.6°C higher than present for 30-year periods, but over 0.9°C warmer on a 10-year basis. After the ad 1310s, temperature decreased rapidly at a rate of 0.10°C per century; the mean temperatures of the four cold troughs were 0.6–0.9°C lower than the present, with the coldest value 1.1°C lower. Temperature has been rising rapidly during the twentieth century, especially for the period 1981–99, and the mean temperature is now 0.5°C higher than for 1951–80. The most interesting aspect over the past 2000 years has been the rapid transitions between cold and warm periods.
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Reconstruction of temperature series of China for the last 1000 years .https://doi.org/10.1007/s11434-007-0425-4 URL [本文引用: 5] 摘要
This paper reports a study on reconstructing temperature series for ten regions of China over the last 1000 years with a time resolution of 10 a. The regions concerned are: Northeast, North, East, South China, Taiwan, Central, Southwest, Northwest China, Xinjiang and Qinghai-Tibet Plateau. A variety of proxy data, such as ice core, tree-rings, stalagmites, peat, lake sediments, pollen and historical records, were validated with instrumental observations made in the last 120 years, and applied in the recon- struction of the temperature series. A temperature series for whole China is then established by aver- aging the ten regional series with a weighting proportional to the area of each region. Finally, tem- perature variations for the last 1000 years are examined, with special focus placed on the characteris- tics of the Medieval Warm Period (MWP), the Little Ice Age (LIA), and Modern Warming (MW).
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A conjecture on the climate changes during the South Song Dynasty .南宋时代我国气候之揣测 . |
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Climate changes over the Chinese history .中国历史上气候之变迁 . |
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A preliminary study on the climatic fluctuations during the last 5000 years in China .中国近五千年来气候变迁的初步研究 . |
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The climate changes in Zhejiang Province during South Song Dynasty .
正有关南宋时期气候变迁的探讨,最早始于20世纪20年代著名气候学家竺可桢先生的相关研究。近50年后,他根据大量的考古资料、物候记载、地方志和仪器观测记录,对中国近五千年来的气候变迁作了系统的宏观研究,提出了我国近五千年来气候变化的基本趋势,并对历史时期的气候变迁作了许多开创性的探索~②。其中根据有关物候记载,对南宋时期的气候变化进行了较为具体的分析。
南宋两浙地区的气候变迁及其总体评估 .
正有关南宋时期气候变迁的探讨,最早始于20世纪20年代著名气候学家竺可桢先生的相关研究。近50年后,他根据大量的考古资料、物候记载、地方志和仪器观测记录,对中国近五千年来的气候变迁作了系统的宏观研究,提出了我国近五千年来气候变化的基本趋势,并对历史时期的气候变迁作了许多开创性的探索~②。其中根据有关物候记载,对南宋时期的气候变化进行了较为具体的分析。
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A study on the Medieval Warm Period in China .
<p>根据历史文献中有关喜暖的亚热带作物苧麻、柑桔种植地点记录认为,13世纪中叶是一个典型的气候温暖期。由现代的作物种植气候区划资料推断,13世纪中叶我国中部地区年平均气温高于现代0.9—1.0℃,1月平均气温高于现代0.6℃以上,极端最低气温的多年平均值高于现代3.5℃。新近得出的南宋时代杭州春季终雪日期的资料比原先公布的日期一般提早7天。这项新资料的分析表明,南宋时代春季气温至少不低于现代,原先的有关南宋寒冷期的论断尚须更多的新资料进一步研讨。</p>
我国“中世纪温暖期”气候的初步推断 .
<p>根据历史文献中有关喜暖的亚热带作物苧麻、柑桔种植地点记录认为,13世纪中叶是一个典型的气候温暖期。由现代的作物种植气候区划资料推断,13世纪中叶我国中部地区年平均气温高于现代0.9—1.0℃,1月平均气温高于现代0.6℃以上,极端最低气温的多年平均值高于现代3.5℃。新近得出的南宋时代杭州春季终雪日期的资料比原先公布的日期一般提早7天。这项新资料的分析表明,南宋时代春季气温至少不低于现代,原先的有关南宋寒冷期的论断尚须更多的新资料进一步研讨。</p>
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The climate condition from North Song to Yuan Dynasty in Huang-Huai-Hai Plain .
黄淮海平原北宋至元中叶的气候冷暖状况 .
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本书主要以中国历史文献资料为依据，研究自文字记载以来的气候冷暖变化，建立近3000年以来气候冷暖的情景变化序列，尤其注重与特徵时期，如中世纪温暖期以及明清小冰期的冷暖波动和趋势。历史旱涝情景，以及分区旱涝等级的校订和划分。特徵时期的气候变化及其社会影响，以及社会对气候变化的回应机制。重要的气候灾害与社会影响。目录：第一章 结论第二章 中国历史气候研究的资料和问题第三章 历史时期气候冷暖研究的几个基本原理第四章 西周以前我国气候的基本特徵和变化第五章 夏至殷商时期的气候冷暖变化第六章 西周至东汉时期的气候冷暖比较第七章 魏晋南北朝至隋唐时期的气候冷暖变化第八章 五代至元朝时期的气候冷暖变化第九章 明清时期的伺候冷暖变化第十章 历史旱涝灾害资料的参数化第十一章 我国东部不同地区旱涝演变的序列第十二章 历史时期气候变迁对农牧过渡的...本书主要以中国历史文献资料为依据，研究自文字记载以来的气候冷暖变化，建立近3000年以来气候冷暖的情景变化序列，尤其注重与特徵时期，如中世纪温暖期以及明清小冰期的冷暖波动和趋势。历史旱涝情景，以及分区旱涝等级的校订和划分。特徵时期的气候变化及其社会影响，以及社会对气候变化的回应机制。重要的气候灾害与社会影响。目录：第一章 结论第二章 中国历史气候研究的资料和问题第三章 历史时期气候冷暖研究的几个基本原理第四章 西周以前我国气候的基本特徵和变化第五章 夏至殷商时期的气候冷暖变化第六章 西周至东汉时期的气候冷暖比较第七章 魏晋南北朝至隋唐时期的气候冷暖变化第八章 五代至元朝时期的气候冷暖变化第九章 明清时期的伺候冷暖变化第十章 历史旱涝灾害资料的参数化第十一章 我国东部不同地区旱涝演变的序列第十二章 历史时期气候变迁对农牧过渡的影响第十三章 中世纪温暖期气候与华东沿海环境变化的关系第十四章 气候变化对动植物颁的影响第十五章 极端年份的气候状况附录：图表目录
本书主要以中国历史文献资料为依据，研究自文字记载以来的气候冷暖变化，建立近3000年以来气候冷暖的情景变化序列，尤其注重与特徵时期，如中世纪温暖期以及明清小冰期的冷暖波动和趋势。历史旱涝情景，以及分区旱涝等级的校订和划分。特徵时期的气候变化及其社会影响，以及社会对气候变化的回应机制。重要的气候灾害与社会影响。目录：第一章 结论第二章 中国历史气候研究的资料和问题第三章 历史时期气候冷暖研究的几个基本原理第四章 西周以前我国气候的基本特徵和变化第五章 夏至殷商时期的气候冷暖变化第六章 西周至东汉时期的气候冷暖比较第七章 魏晋南北朝至隋唐时期的气候冷暖变化第八章 五代至元朝时期的气候冷暖变化第九章 明清时期的伺候冷暖变化第十章 历史旱涝灾害资料的参数化第十一章 我国东部不同地区旱涝演变的序列第十二章 历史时期气候变迁对农牧过渡的...本书主要以中国历史文献资料为依据，研究自文字记载以来的气候冷暖变化，建立近3000年以来气候冷暖的情景变化序列，尤其注重与特徵时期，如中世纪温暖期以及明清小冰期的冷暖波动和趋势。历史旱涝情景，以及分区旱涝等级的校订和划分。特徵时期的气候变化及其社会影响，以及社会对气候变化的回应机制。重要的气候灾害与社会影响。目录：第一章 结论第二章 中国历史气候研究的资料和问题第三章 历史时期气候冷暖研究的几个基本原理第四章 西周以前我国气候的基本特徵和变化第五章 夏至殷商时期的气候冷暖变化第六章 西周至东汉时期的气候冷暖比较第七章 魏晋南北朝至隋唐时期的气候冷暖变化第八章 五代至元朝时期的气候冷暖变化第九章 明清时期的伺候冷暖变化第十章 历史旱涝灾害资料的参数化第十一章 我国东部不同地区旱涝演变的序列第十二章 历史时期气候变迁对农牧过渡的影响第十三章 中世纪温暖期气候与华东沿海环境变化的关系第十四章 气候变化对动植物颁的影响第十五章 极端年份的气候状况附录：图表目录
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A few viewpoints on ancient climate research: Take the thesis of the climate condition from North Song to Yuan Dynasty in Huang-Huai-Hai Plain as example .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5205.2004.02.017 URL [本文引用: 1] 摘要
关于古代中国气候方面的研究成果颇丰，但方法上仍有不尽人意之处。梅花、柑橘等与人类行为密 切相关的生物物种，被过分强调，而特殊小气候下的个别现象往往被放大为普通规律。相反，对雨雪霜等物理现象关注不足。经常有意无意地以冬季温度来代表全年 温度，而忽略了其他三个季节；对史料的理解过于片面，在作气候对比时出现标准的游移变换，论据与结论之间缺乏严密的逻辑必然性，运用理论时亦有随心所欲之 处。这些似乎可以归结为“以论带史”所致。
关于古代气候研究的几点思考: 以《黄淮海平原北宋至元中叶的气候冷暖状况》为例 .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5205.2004.02.017 URL [本文引用: 1] 摘要
关于古代中国气候方面的研究成果颇丰，但方法上仍有不尽人意之处。梅花、柑橘等与人类行为密 切相关的生物物种，被过分强调，而特殊小气候下的个别现象往往被放大为普通规律。相反，对雨雪霜等物理现象关注不足。经常有意无意地以冬季温度来代表全年 温度，而忽略了其他三个季节；对史料的理解过于片面，在作气候对比时出现标准的游移变换，论据与结论之间缺乏严密的逻辑必然性，运用理论时亦有随心所欲之 处。这些似乎可以归结为“以论带史”所致。
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The reply to Mr. Zhao Zhile about the problems of historical climate research .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5205.2004.03.016 URL [本文引用: 2] 摘要
赵治乐先生对气候变化研究提出许多意见，认为这是今人研究古气候存在的通病。但文中指出的所谓意见，主要来自赵先生对历史气候研究的不熟悉，其中涉及气候基本概念、天气现象与平均气温的关系、气候事件与气候温度平均值的统计关系等基础内容，在物候资料应用中，也缺乏限制因素的考虑。
关于历史气候研究的问题答赵治乐先生 .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5205.2004.03.016 URL [本文引用: 2] 摘要
赵治乐先生对气候变化研究提出许多意见，认为这是今人研究古气候存在的通病。但文中指出的所谓意见，主要来自赵先生对历史气候研究的不熟悉，其中涉及气候基本概念、天气现象与平均气温的关系、气候事件与气候温度平均值的统计关系等基础内容，在物候资料应用中，也缺乏限制因素的考虑。
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A verification of the latest spring snowing dates in Hangzhou in the Southern Song Dynasty .南宋杭州最晚春雪日期之考订 . |
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中国科学院机构知识库(中国科学院机构知识库网格（CAS IR GRID）)以发展机构知识能力和知识管理能力为目标，快速实现对本机构知识资产的收集、长期保存、合理传播利用，积极建设对知识内容进行捕获、转化、传播、利用和审计的能力，逐步建设包括知识内容分析、关系分析和能力审计在内的知识服务能力，开展综合知识管理。
中国科学院机构知识库(中国科学院机构知识库网格（CAS IR GRID）)以发展机构知识能力和知识管理能力为目标，快速实现对本机构知识资产的收集、长期保存、合理传播利用，积极建设对知识内容进行捕获、转化、传播、利用和审计的能力，逐步建设包括知识内容分析、关系分析和能力审计在内的知识服务能力，开展综合知识管理。
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Documentary evidence on climate in sixteenth-century Europe . |
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500-year temperature reconstruction in the Mediterranean Basin by means of documentary data and instrumental observations .
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Cereal harvest dates in the Czech Republic between 1501 and 2008 as a proxy for March-June temperature reconstruction .https://doi.org/10.1007/s10584-011-0075-z URL [本文引用: 1] |
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本表上起盘庚迁殷,下迄公元2050年,列有中国、日本、朝鲜、越南纪年,可互查农历、西历、回历月日,并附有国内少数民族政权纪年和各国使用公历日期志。
本表上起盘庚迁殷,下迄公元2050年,列有中国、日本、朝鲜、越南纪年,可互查农历、西历、回历月日,并附有国内少数民族政权纪年和各国使用公历日期志。
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本书内容包括: 元和元年后西周历日表, 春秋历日表, 战国历日表等。
本书内容包括: 元和元年后西周历日表, 春秋历日表, 战国历日表等。
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Julian calendar or Gregorian calendar? 儒略历还是格里历: 这是一个问题 . |
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本书论述中国古代历法的思想方法。逐次论述了中国古代数理天文学的太阳运动、月亮运动、日月交食与行星运动方面的算法沿革与理论体系。
本书论述中国古代历法的思想方法。逐次论述了中国古代数理天文学的太阳运动、月亮运动、日月交食与行星运动方面的算法沿革与理论体系。
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Climate of chilling damage in spring in Southern China and its atmospheric circulation features .https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-4965.2001.02.010 URL [本文引用: 1] 摘要
利用我国南方6省45个站1951～1995年2～4月的月平均 气温资料分析该地区春季低温冷害气候特征，发现有7个低温冷害年：1957、1968、1969、1970、1984、1985和1988年，最严重的年 份是1968和1988年。严重低温冷害主要发生在3、4月份。严重低温冷害最为频繁的地区是江南南部。南方春季低温冷害年际变化有着明显的阶段性和群发 性。80年代我国南方春季低温冷害频繁；50年代次之；60、70年代较少；90年代前期几乎没有。典型的春季低温和高温年份，亚洲中高纬度大气环流，西 太平洋副热带高压以及太平洋热带海洋状况都有显著的差异。特别地，亚洲极涡、纬向环流指数、西太平洋副热带高压北界位置及太平洋暖池的海表面温度等因子均 通过了95 %（90 %）信度水平检验。
我国南方春季低温冷害气候及其大气环流特征 .https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-4965.2001.02.010 URL [本文引用: 1] 摘要
利用我国南方6省45个站1951～1995年2～4月的月平均 气温资料分析该地区春季低温冷害气候特征，发现有7个低温冷害年：1957、1968、1969、1970、1984、1985和1988年，最严重的年 份是1968和1988年。严重低温冷害主要发生在3、4月份。严重低温冷害最为频繁的地区是江南南部。南方春季低温冷害年际变化有着明显的阶段性和群发 性。80年代我国南方春季低温冷害频繁；50年代次之；60、70年代较少；90年代前期几乎没有。典型的春季低温和高温年份，亚洲中高纬度大气环流，西 太平洋副热带高压以及太平洋热带海洋状况都有显著的差异。特别地，亚洲极涡、纬向环流指数、西太平洋副热带高压北界位置及太平洋暖池的海表面温度等因子均 通过了95 %（90 %）信度水平检验。
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Daily Precipitation Data in China during 1951 to 1970 .1951-1970年中国逐日江水资料 . |
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Weather Days Data in China during 1961 to 1970 .中国天气日数资料: 1961~1970年 . |
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Fluctuation characteristics of climatic change in temperature of Tang Dynasty basedon historical document records in South Loess Plateau .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5205.2001.04.013 URL [本文引用: 1] 摘要
本文基于黄土高原南部地区历史文献记录,对唐代气候冷暖波动特征 进行初步研究.研究表明,799AD前后存在一次百年尺度的气候转寒,在845AD、880AD附近还存在两次数十年尺度的气候波动.在数十年时间尺度 上,气候寒冷与较高的气候变率相伴出现.唐代相应地区旱涝资料中没有发现冷暖变化与干湿变化在十年尺度上有显著的线性相关性.最后我们就气候波动与社会发 展之间某些耦合现象作一初步的讨论.
基于黄土高原南部地区历史文献记录的唐代气候冷暖波动特征研究 .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5205.2001.04.013 URL [本文引用: 1] 摘要
本文基于黄土高原南部地区历史文献记录,对唐代气候冷暖波动特征 进行初步研究.研究表明,799AD前后存在一次百年尺度的气候转寒,在845AD、880AD附近还存在两次数十年尺度的气候波动.在数十年时间尺度 上,气候寒冷与较高的气候变率相伴出现.唐代相应地区旱涝资料中没有发现冷暖变化与干湿变化在十年尺度上有显著的线性相关性.最后我们就气候波动与社会发 展之间某些耦合现象作一初步的讨论.
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Can we detect a nonlinear response to temperature in European plant phenology? https://doi.org/10.1007/s00484-016-1146-7 URL PMID: 26942933 [本文引用: 1] 摘要
Over a large temperature range, the statistical association between spring phenology and temperature is often regarded and treated as a linear function. There are suggestions that a sigmoidal relationship with definite upper and lower limits to leaf unfolding and flowering onset dates might be more realistic. We utilised European plant phenological records provided by the European phenology database PEP725 and gridded monthly mean temperature data for 1951-2012 calculated from the ENSEMBLES data set E-OBS (version 7.0). We analysed 568,456 observations of ten spring flowering or leafing phenophases derived from 3657 stations in 22 European countries in order to detect possible nonlinear responses to temperature. Linear response rates averaged for all stations ranged between -7.7 (flowering of hazel) and -2.7 days C(leaf unfolding of beech and oak). A lower sensitivity at the cooler end of the temperature range was detected for most phenophases. However, a similar lower sensitivity at the warmer end was not that evident. For only 14 % of the station time series (where a comparison between linear and nonlinear model was possible), nonlinear models described the relationship significantly better than linear models. Although in most cases simple linear models might be still sufficient to predict future changes, this linear relationship between phenology and temperature might not be appropriate when incorporating phenological data of very cold (and possibly very warm) environments. For these cases, extrapolations on the basis of linear models would introduce uncertainty in expected ecosystem changes.
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Variations in the Pacific Decadal Oscillation over the past millennium .https://doi.org/10.1029/2005GL022478 URL [本文引用: 1] 摘要
ABSTRACT Hydrologically sensitive tree-ring chronologies from Pinus flexilis in California and Alberta were used to produce an AD 993-1996 reconstruction of the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and to assess long-term variability in the PDO's strength and periodicity. The reconstruction indicates that a ~50 to 70 year periodicity in the PDO is typical for the past 200 years but, was only intermittently a strong mode of variability prior to that. Between AD 1600 and 1800 there is a general absence of significant variability within the 50 to 100 year frequency range. Significant variability within in the frequency range of 50 to 100 years reemerges between AD 1500 and 1300 and AD 1200 to 1000. A prolonged period of strongly negative PDO values between AD 993 and 1300 is contemporaneous with a severe medieval megadrought that is apparent in many proxy hydrologic records for the western United States and Canada.
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Temperature variation through 2000 years in China: An uncertaintyanalysis of reconstruction and regional difference .
Twenty-three published proxy temperature series over China spanning the last 2000 years were selected for an uncertainty analysis in five climate regions. Results indicated that, although large uncertainties are found for the period prior to the 16th century, high level of consistency were identified in all regions during the recent 500-years, highlighted by the two cold periods 1620s-1710s and 1800s-1860s, and the warming during the 20th century. The latter started in Tibet, Northwest and Northeast, and migrated to Central East and Southeast. The analysis also indicates that the warming during the 10-14th centuries in some regions might be comparable in magnitude to the warming of the last few decades of the 20th century which was unprecedented within the past 500 years.
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Snow anomaly events from historical documents in eastern China during the past two millennia and implication for low-frequency variability of AO/NAO and PDO .https://doi.org/10.1029/2008GL034475 URL [本文引用: 1] 摘要
Models and instrumental data indicate that the spatial and temporal variations of snow cover are significantly related to atmospheric circulation (e.g. the AO/NAO). Here, we present historical snow anomaly events during the past two millennia that provide a unique temporal window to studying long-term AO/NAO, a prominent phenomenon in wintertime. Direct descriptions such as ``no snow during the winter'' and ``pray God for snow'' are interpreted as convincing evidence for snow anomalies. The variations of positive/negative snow abnormal events show clear decadal to century variations during the past two millennia. Based on the previous instrumental research and comparison with other reconstruction data, we suggest the Index of Abnormal Snow (IAS) may be an AO-like atmospheric variability. The winter during the Medieval Warm Period (MWP) (AD 900-1300) might be strongly influenced by a predominantly positive AO with less snow condition, whereas the Little Ice Age (LIA) (AD 1300-1900) by negative AO concomitant with heavier snowfalls in East Asia. Our data show that a warm climate period (the MWP)/a cold period (the LIA) can be perturbed by a cold spell/a warm spell which are linked with a change in atmospheric circulation. Low-frequency variability of snow records may be intrinsic to the natural climate system. Although the dynamic mechanisms linking snow anomalies with atmospheric circulation (the AO/NAO, the PDO) is unclear on the decadal to century time scales, Pacific Ocean may play an important role in regulating atmospheric circulations since the IAS is highly correlated with the reconstruction of PDO.
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Analysis of the inter-decadal changes of the wintertime surface air temperature over mainland China and regional atmospheric circulation characteristics during 1960-2013 .https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1401.13234 Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用中国大陆468 个站点1960～2013 年逐日气温资料，本文首先对中国冬季气温的年代际变化特征进行分析。通过气候跃变检验分析发现，中国冬季气温在整体变暖的趋势上叠加有年代际波动，可划分为冷期、暖期和停滞期三个时期。本文对比三个时期的冬季大气环流发现，冷/停滞期（暖）期西风环流减弱（增强）而东亚大槽增强（浅薄），槽后的辐合下沉增强（削弱），西伯利亚高压增强（减弱），这加强（削弱）了东亚冬季风，冷空气更多（少）侵入中国大陆地区，冬季气温偏低（高）。北半球环状模/北极涛动（Northern Hemisphere Annular Mode，NAM/Arctic Oscillation，AO）正是通过东亚冬季风系统对中国冬季气温，尤其是冬季最低气温有很强的年代际影响。太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）与中国冬季气温在年代际上也有很好的正相关关系。进一步将PDO 的年代际变化分量作为背景，分析NAM/AO 和厄尔尼诺—南方涛动（El Nino Southern Oscillation，ENSO）不同配置下的东亚冬季风环流场可以发现，两者的配置作用不仅影响着中国冬季气温一致变化型的年代际波动，而且也可以影响到冬季气温南北反相振荡型的变化，这从一个方面解释了1980 年代和1990年代北方变暖较强及最近十年北方降温趋势较为明显的原因。
近50年中国大陆冬季气温和区域环流的年代际变化研究 .https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1401.13234 Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用中国大陆468 个站点1960～2013 年逐日气温资料，本文首先对中国冬季气温的年代际变化特征进行分析。通过气候跃变检验分析发现，中国冬季气温在整体变暖的趋势上叠加有年代际波动，可划分为冷期、暖期和停滞期三个时期。本文对比三个时期的冬季大气环流发现，冷/停滞期（暖）期西风环流减弱（增强）而东亚大槽增强（浅薄），槽后的辐合下沉增强（削弱），西伯利亚高压增强（减弱），这加强（削弱）了东亚冬季风，冷空气更多（少）侵入中国大陆地区，冬季气温偏低（高）。北半球环状模/北极涛动（Northern Hemisphere Annular Mode，NAM/Arctic Oscillation，AO）正是通过东亚冬季风系统对中国冬季气温，尤其是冬季最低气温有很强的年代际影响。太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）与中国冬季气温在年代际上也有很好的正相关关系。进一步将PDO 的年代际变化分量作为背景，分析NAM/AO 和厄尔尼诺—南方涛动（El Nino Southern Oscillation，ENSO）不同配置下的东亚冬季风环流场可以发现，两者的配置作用不仅影响着中国冬季气温一致变化型的年代际波动，而且也可以影响到冬季气温南北反相振荡型的变化，这从一个方面解释了1980 年代和1990年代北方变暖较强及最近十年北方降温趋势较为明显的原因。
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The seasonal march of the North Pacific Oscillation and its association with the inter-annual variations of China's climate in boreal winter and spring .https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2011.03.01 Magsci [本文引用: 1] 摘要
本文利用NCEP/NCAR再分析资料和我国160站的观测资料, 首先定义了季节平均的北太平洋涛动 (NPO) 指数, 在此基础上分析了不同季节中NPO的时空变化特征, 特别对冬季和春季NPO与我国气温、降水异常的关系作了研究。结果表明, 作为北太平洋地区海平面气压 (SLP) 年际变化的第二模态, NPO具有相当正压的结构, 在地面表现为阿留申群岛附近和夏威夷群岛西北部附近SLP场的反相变化, 在对流层中层的结构与西太平洋型遥相关类似。随着季节的变化, NPO的两地面中心有一定的移动, 其中南部中心在东西方向的移动较明显, 而北部中心在南北方向的移动较明显。在年际变化的时间尺度上, 当NPO处于正 (负) 位相时, 东亚副热带急流轴向北 (南) 偏移, 并伴有急流出口区向下游东北 (东南) 方向的伸展。分析NPO与我国冬、春气候的关系表明, 当冬季NPO处于正 (负) 位相时, 东亚沿岸的北风有较显著的减弱 (加强), 异常的偏南 (北) 气流会带来暖湿 (干冷) 的空气, 从而导致我国东部的大部分地区显著升温 (降温), 同时江淮、长江以南地区以及西北部分地区的降水也有显著增加(减少)。而在春季, 当NPO处于正 (负) 位相时, 受到华南地区异常西南 (东北) 气流以及东亚急流入口区异常次级环流引起的上升 (下沉) 运动的共同作用, 华北地区降水会显著增加 (减少), 而气温则略有下降 (升高)。进一步分析表明, 前期冬季的NPO与我国春季的气候异常间存在紧密的联系, 若冬季NPO处于正 (负) 位相, 则在随后的春季, 我国西南部地区和北方大范围地区的气温会显著偏高(低), 而西北地区的降水会显著增加(减少), 因此, 冬季NPO对我国春季气候异常有一定的预测意义。
北太平洋涛动的季节演变及其与我国冬春气候异常的联系 .https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2011.03.01 Magsci [本文引用: 1] 摘要
本文利用NCEP/NCAR再分析资料和我国160站的观测资料, 首先定义了季节平均的北太平洋涛动 (NPO) 指数, 在此基础上分析了不同季节中NPO的时空变化特征, 特别对冬季和春季NPO与我国气温、降水异常的关系作了研究。结果表明, 作为北太平洋地区海平面气压 (SLP) 年际变化的第二模态, NPO具有相当正压的结构, 在地面表现为阿留申群岛附近和夏威夷群岛西北部附近SLP场的反相变化, 在对流层中层的结构与西太平洋型遥相关类似。随着季节的变化, NPO的两地面中心有一定的移动, 其中南部中心在东西方向的移动较明显, 而北部中心在南北方向的移动较明显。在年际变化的时间尺度上, 当NPO处于正 (负) 位相时, 东亚副热带急流轴向北 (南) 偏移, 并伴有急流出口区向下游东北 (东南) 方向的伸展。分析NPO与我国冬、春气候的关系表明, 当冬季NPO处于正 (负) 位相时, 东亚沿岸的北风有较显著的减弱 (加强), 异常的偏南 (北) 气流会带来暖湿 (干冷) 的空气, 从而导致我国东部的大部分地区显著升温 (降温), 同时江淮、长江以南地区以及西北部分地区的降水也有显著增加(减少)。而在春季, 当NPO处于正 (负) 位相时, 受到华南地区异常西南 (东北) 气流以及东亚急流入口区异常次级环流引起的上升 (下沉) 运动的共同作用, 华北地区降水会显著增加 (减少), 而气温则略有下降 (升高)。进一步分析表明, 前期冬季的NPO与我国春季的气候异常间存在紧密的联系, 若冬季NPO处于正 (负) 位相, 则在随后的春季, 我国西南部地区和北方大范围地区的气温会显著偏高(低), 而西北地区的降水会显著增加(减少), 因此, 冬季NPO对我国春季气候异常有一定的预测意义。
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Divergent global precipitation changes induced by natural versus anthropogenic forcing .https://doi.org/10.1038/nature11784 Magsci [本文引用: 1] 摘要
As a result of global warming, precipitation is likely to increase in high latitudes and the tropics and to decrease in already dry subtropical regions(1). The absolute magnitude and regional details of such changes, however, remain intensely debated(2,3). As is well known from El Nino studies, sea-surface-temperature gradients across the tropical Pacific Ocean can strongly influence global rainfall(4,5). Palaeoproxy evidence indicates that the difference between the warm west Pacific and the colder east Pacific increased in past periods when the Earth warmed as a result of increased solar radiation(6-9). In contrast, in most model projections of future greenhouse warming this gradient weakens(2,10,11). It has not been clear how to reconcile these two findings. Here we show in climate model simulations that the tropical Pacific sea-surface-temperature gradient increases when the warming is due to increased solar radiation and decreases when it is due to increased greenhouse-gas forcing. For the same global surface temperature increase the latter pattern produces less rainfall, notably over tropical land, which explains why in the model the late twentieth century is warmer than in the Medieval Warm Period (around AD 1000-1250) but precipitation is less. This difference is consistent with the global tropospheric energy budget(12), which requires a balance between the latent heat released in precipitation and radiative cooling. The tropospheric cooling is less for increased greenhouse gases, which add radiative absorbers to the troposphere, than for increased solar heating, which is concentrated at the Earth's surface. Thus warming due to increased greenhouse gases produces a climate signature different from that of warming due to solar radiation changes.
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