文首语：本文的气候数据来自于洪业汤等人的论文《近5000a温度的金川泥炭δ18O记录》，特此说明。

以下是正文。

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在距今12640年前，气温骤然下降，世界各地进入严寒，两极和阿尔卑斯、青藏高原等地的冰盖扩张，许多本来迁移到高纬度地区的动植物大批死亡。这一次降温很突然，短短十年内，地球平均气温下降了大约7、8℃。这次降温持续了上千年，直到距今11500年前，气温才又突然回升。这就是地球历史上著名的新仙女木事件。从此以后，我们终于迎来了温暖的全新世，这是属于人类文明的新时代。春天到了，万物复苏，传说中的神农氏也出现了。也就是在这个时候，人们开始了原始的农业种植，会烧制陶器了，也会把野生动物圈到家里养家畜了，这个“家”，就是屋顶下面有个豚，豚就是猪，人类会把野猪饲养成家猪了，人们吃得好多了。慢慢的，各种文化就出现了，什么河姆渡文化、老官台文化、北辛文化、仰韶文化、大汶口文化、红山文化、良渚文化、龙山文化等等，遗迹遍布黄河、长江，将来有机会，退休的时候，趁着胳膊腿能动，一定把这些文化遗址好好看个遍。

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一直到公元前2679年，黄帝纪元元年，中国人的始祖出现了。黄帝通过阪泉之战和涿鹿之战，打败了炎帝和蚩尤，一统天下，成为了中国人的老祖宗。今年是2021年，整整4700年了。这个时间大家应该都记住，中国人的老祖宗嘛。黄帝是五帝之首，中华人文始祖，从他开始，慢慢的，中国人开始进入了文明时代。我们研究古时候的气候，因为和人类文明的结合，也就更有意义了。 2竺老先生利用中国古文献资料，整理了五千年以来的中国历史气候，就是下面这张图：

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 竺老先生的论文用的是文献资料（物候）方法。由于这是历史气候变迁的开山之作，意义重大，因此，我对利用文献资料进行研究的做法谈一些个人意见。总体来说，竺老先生的成果有可取之处，例如对公元315年左右的永嘉之乱时期和明代中后期的小冰期判断颇为准确。但由于时代条件限制，在分析使用历史文献中还存在不少缺陷和问题,例如对同一气候现象的描述,存在较强的主观因素；浩如大海的文献资料难以全部统计，必然造成疏漏，尤其是明朝之前的资料较匮乏，依据不足；所据史料缺乏普遍指示意义等等。因此，竺老先生的论文开拓了方向，但准确性显然不够。竺老先生之后，科学家们利用了诸多手段进行了气候变迁的研究，成果越来越丰富。科学家们利用的手段主要有冰芯、海洋沉积物、湖泊沉积物、洞穴沉积物、泥炭、黄土、树木年轮、文献资料等。我查了各种论文资料以后，发现这些方法都有各自的问题，反复比较之下，发现泥炭方法最准确，而且能重建5000年以上的气候，对本系列的文章最为合适，因此，下面着重介绍一下如何利用泥炭方法重建古气候。3地球化学界有个科学小知识，水生植物的纤维素合成所需要的氧，主要来自于生长环境的水介质及其溶解于水中的CO2， 这个溶解的CO2能在很短的时间内与水环境达成同位素平衡, 因而,以大气降水为其主要水源的水生植物纤维素的氧同位素δ（18O）与其环境水的氧同位素δ（18O）正相关。因此，以大气降水为其主要水源的水生植物纤维素的氧同位素δ（18O）可以反映地表气温，水生植物纤维素的氧同位素δ（18O）值愈大, 气温愈高，反之则愈小。这个道理和前文的深海底栖有孔虫的氧同位素道理基本一样，只不过反映的温度刚好相反。感兴趣的朋友可以点击一下气候变迁对中国历史朝代兴衰的影响（二）神奇的深海底栖有孔虫泥炭沼泽的富水环境和草本植物优势, 使泥炭成为提取古气候信息的有价值的环境档案。那么，去哪里找这个合适的能跨越几千年的泥炭呢？这个草本植物沉积要连续，厚度要足够，得是富水的环境，最好还没被人类活动打扰，选择条件比较苛刻。恰好，地大物博的中国有这么三个地方可以选择，其中一个在吉林省辉南县金川镇西侧，其他两个在西南地区。大家看一下地图上这个金川镇的位置，正好是东北地区，这个地方崛起了好几个游牧民族，耳熟能详的就有鲜卑、契丹、女真等等，对朝代兴衰影响很大，是我们后续要重点分析的对象。

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中国科学院地球化学所环境地球化学国家重点实验室的洪业汤等人对吉林省辉南县金川镇西侧的泥炭进行了深入研究，重建了近6000年的气候变迁序列，而且我们关心的也是北方地区的气候，所以给大家着重介绍一下这个成果。洪业汤等人取了金川泥炭大约6m长的、未经过扰动的泥炭芯，并进行了14C的年龄测定。在仔细剔除了现代植物草根后，以2cm为间隔分割泥炭芯，获得的是20年分辨率的连续序列样本，取出纤维素，最后测试了氧同位素δ（18O）值，结果见下图。上面的曲线是实测值，下面的曲线经过了平滑处理，朋友们看下面的图就可以了。

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可能有人问，你是怎么知道每一个2cm样本的年龄的呢？呵呵，科学家们早就想到了。他们是均匀的取了5个14C的测年断面，结果显示金川泥炭的层位深度和年龄之间是准确的线性关系，而且是穿过原点的直线，相关系数达到0.999，准得很，所以可以内插。那什么叫20年分辨率呢？就是一个数据点代表20年的平均温度。在几千年的尺度上来说，分辨率算是很高的了。这个样品取的不容易啊，也非常好，最大年龄到了6000年，最小年龄是公元1950年，刚好能覆盖我们中华5000年的文明史。4中国东北地区的温度变化大致分为6个阶段。第Ⅰ阶段：远古低温波动期（公元前4000年—公元前2200年）这个时期，氧同位素在相对较低水平下的波动性，并在公元前3800年、公元前3350年和公元前2700年左右出现3个低值， 在公元前3650年一公元前3000年期间出现一个温度相对高值时期，反映了这段时期气温处于低温水平下的波动变化。这个数据说明：中国历史上的这一段远古时期，较之历史上的大多数时期来说，是一段低温时期，跟竺可桢老先生的温度曲线大不相同。竺老先生只是根据仰韶文化遗址里的竹炭和殷墟的甲骨文来推断，无法像研究泥炭一样，可以搞得这么精准。科技手段进步了，气候变迁的数据也就更准确了。第Ⅱ阶段：气候温暖期（公元前2200年—公元275年）在长达2500年时间里， 金川泥炭的氧同位素值总体是较稳定的，近似地呈现为一高位平台，反映这段历史时期气温变化总的趋势是既高又稳。这段时期相当于全球气候变化研究中所谓的大暖期阶段，年平均温度比现在大概高2℃左右，冬夏的极端气温要高的更多。对应的朝代是夏、商、周、秦、西汉、东汉、三国等。中华文明的大发展，其实就是受益于这个温暖时期，值得细细研究。第Ⅲ阶段：气候寒冷期（公元275年—公元700年）这一段气候有两个剧烈向下的阶段，温度最低的时候对应的是公元315年和公元650年。对应的朝代为西晋、东晋、南北朝、隋、唐初。这是个汉族悲伤的时期，在公元315年发生了永嘉之乱，北方游牧民族纷纷南侵，在中原建立了诸多王朝，北方汉人被屠杀殆尽，史称中原陆沉。第Ⅳ阶段：气候温暖期（公元700年—公元1200年）在这500年的时间里，气候有个明显的升高趋势，与第Ⅱ阶段的大暖期平均气温水平相近。对应的朝代为唐、五代十国、北宋、南宋初期。第Ⅴ阶段：气候寒冷期（公元1200年—公元1850年）这一阶段的气温剧烈向下，到明朝中期达到最低，并且最低温度持续到明末，这个就是欧洲所谓的小冰期的寒冷气候阶段。这段时间的氧同位素值激烈波动，反映了小冰期气候的不稳定性。有两次激烈的冷锋被记录下来，时间分别是公元1530年和公元1619年左右。对应的朝代为南宋、元、明、清。这个时期，发生了蒙古统治中原建立大元王朝、东北满族入主中原建立大清王朝等事件。第Ⅵ阶段：现代升温期（公元1850年一现代）从1842年左右开始，氧同位素值显示上升趋势，预示气候逐渐进入现代变化阶段。PS：我的分段和洪业汤的论文分段不一样，将来有机会要向论文作者好好请教一番。讲完了中华5000年的气候变迁史，下面该讲一下北方游牧民族和中原汉族的战争了，看看气候到底是如何影响中国历史朝代兴衰的？除了气候之外，还有哪些因素更影响王朝命运？ 未完待续！ 

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