辛佳洁 , 占明锦,2 , 胡菊芳 , 赵冠男 , 王怀清,2
1. 江西省气候中心, 江西 南昌 330096
2. 江西省生态气象中心, 江西 南昌 330096
气候变化对与人类生存发展息息相关的社会经济、农业和水资源等领域有重大影响(吴绍洪等,2016)。近期,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告中指出人类活动对气候变化的影响日益加大,而气候变化又在以多种方式影响着地球上每个区域,各种极端天气发生强度和频率均迅速增加,区域气候变化显著,灾害事件不断发生,人民财产和安全受到威胁(Mandel et al,2021)。因此对气候变化进行研究是非常有必要的,尤其还需考虑人类活动的不可逆影响(Duan et al,2019)。
中国五千年的悠久历史孕育出博大精深的中国文化,其中古文献记录是对人类历史进行记载的宝贵资料,有助于人们对历史发生的事件进行了解和认识。而中国古代各地的文献记录就包含了大量天气现象、气象要素和气象灾害方面的历史实况,对其进行合理的整理和处理后可以一定程度反应出当时的天气气候状况。这些珍贵的历史文字记载资料在整个世界也是独一份的,是中国人民智慧的体现,也是文化自信的体现。
江西在汉高帝初年(公元前202年)就作为明确的行政区域建制,其三面环山,北部有中国最大淡水湖——鄱阳湖,赣江纵贯全省、水系发达,并且位于20°—30°N,属于亚热带暖湿季风气候,雨量充沛、光照充分、气候温和、无霜期长。其水路交通的便利和适宜农业种植的自然环境也直接导致了江西文化的繁荣(鲁远等,2020)。江西对传统文化中儒、释、道三家文化的形成及发展都起到了非常重要的作用,并且是全国最早设立书院的省份之一,江西考中进士1.05万人,占全国进士总数的10.67 %,其中状元48人,江西人曾任宰相的有28位。在诗词文赋、戏曲、舞蹈、书法及绘画方面,江西都有响彻全国的代表作品(李海龙等,2020)。
因此江西有“物华天宝,人杰地灵”之称,其悠久的历史和璀璨的文化,在中华民族文明史上,具有重要地位和深远影响。并且由于江西雨量充沛,常用的气象代用资料——“树木年轮”在江西地区不适用,其他代用资料如“钟乳石”、“湖底淤泥”等较难获取,并存在对百年尺度的气候变化敏感度较低等缺点。因此合理运用地方古文献来分析江西气象灾害的历史变化情况和发展趋势是非常有必要的。
在我国已经有很多运用古文献记载对历史气候进行研究的成功案例。最早竺可桢先生经过50余年的积累在1972年发表了《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,证明了用古史书所载物候材料来做古气候研究是一个有效的方法。在竺可祯先生开创先河并奠定基础后,有越来越多的学者利用古文献记载对我国历史气候进行了更深入的研究。
谢义炳(1943)、张汉松(1944)分别利用古文献研究了明清两代水旱灾害的周期。汤仲鑫(1977)将历史资料中河北保定地区近500年的早涝情况和现代降水资料进行对比分析,并进行分级,这为中国气象局在1981年利用地方志等文献结合早涝序列的分级重建方法得出500年早涝等级奠定了基础。张丕远等人(1979)和王绍武等人(1979)分别对我国16世纪以来和近500年的灾害天气史料进行了研究分析。而后张德二和朱淑兰(1981)对近500年我国南方冬季温度情况进行了分析研究,并且后续还对我国小冰期气候和中世纪温暖期气候进行了研究,发现20世纪人类活动对气温的影响相较之前起伏不大。刘自清和赵树森(1988)等利用气候文献记载研究分析了江西省近500年的旱涝演变,发现旱、涝存在重现性和持续性,干湿具有200年交替的演变规律。王绍武(1990)根据历史记录重建了1380年以来华北地区的平均气温距平序列,并对1470年以来华东四季与年平均气温变化进行了研究。庞茂鑫和斯公望(1992)对浙江中东部沿海地区历史时期旱涝灾害的气候进行分析。满志敏(1998)根据历史文献记载的资料详细讨论了唐代气候的冷暖,并对隋唐温暖期提出了新的看法。
21世纪以来,利用历史文献研究气候变化已取得了一系列成果,包括葛全胜等(2002)重建了中国东部近2 000年冬半年气温的定量序列,还讨论了其冷暖变化的特点和幅度,又在2006年利用包括历史文献在内的代用资料重建了过去5 000年中国气温变化序列;杨煜达(2005)利用历史文献重建了高分辨率的清代云南雨季和冬季平均气温序列,并进行了相关方法的探索;魏军(2014)研究了苏浙皖沪地区清代冬季气候冷暖变化特点;丁玲玲等(2015)重建了华南温度和降水序列;王怀清等(2015)采用模糊分类法构建了鄱阳湖流域在公元48—1950年的旱涝灾害代用资料序列,并分析其千年旱涝变化特点,结合R/S方法预测未来变化趋势;刘嘉慧等(2018)利用古文记载和其他代用资料研究了北宋时期世界各地的气候变化并对我国气候变化进行了总结归纳;潘威等(2021)利用中日两国的多种历史文献材料重建了1650—1900年中国华东地区与日本入境的台风频率和运动路径等信息,并分析了其对中日两国当时的社会影响。
要利用地方古文献对江西气候变化进行研究,首先要收集历史文献中的相关天气记载。由于漏记、资料缺失等问题,古文献资料不能完全反映当时的天气状况,因此需要尽可能完备地收集现存文献中遗留下来的相关信息来还原气候变化趋势。
主要搜集的历史文献资料包括地方志、实录、奏折以及地方史料如“江西省气候史料”(江西省气象局资料室,1978)等,还从《中国三千年气象记录总集》(张德二,2013)、《清代奏折汇编:农业、环境》(葛全胜,2005)等书籍中提取了相关资料。
先后对江西省49种地方志的气象资料进行了普查,共查阅资料3 582.1万字,获得与气象有关的资料14.4万字,整理得到了《江西省地方志气象资料集》。而后张信昌和罗初元两人基于地方志的普查成果又进行了古汉语翻译工作,整理白话文的灾害资料,编写了《江西省地方志气象灾害记载翻译资料汇编》(古代汉语译现代汉语),共9分册,合计50.5万字,其中包括江西省以及九江市、南昌市、赣州市、吉安市、抚州市、上饶市和宜春市的气象灾害记载及译文,还给出了江西省部分市、县的历史沿革等信息。其中每次气象灾害记载都包括时间(历史朝代、公元),地点(古地点、今地点)和气象灾害现象(古文描述、译文)信息,有需要特别说明的灾害记录还加上了备注。如,“(明)正德三年”,记录为“1508年”;“宁州”,记录为“修水”;“春,宁州大水。(宁州志)清•陈兰森等《南昌府志•卷二十八•祥异》(见2243页)”,记录为“春季,修水发生大水灾”。
目前已收集和翻译完成的资料包括江西省的11个设区市、约80个县,时间跨度达2 000年以上(公元前200年的西汉至1911年辛亥革命),且较为完整和规范。但在各类文献资料的时间分辨率或空间分布方面存在不统一和资料不够完整、精细等问题,这需要未来对高分辨率历史文献进一步探索挖掘,尤其是挖掘一些保存完好的气象灾害长篇日记来弥补这些不足,并加深对气候变化的研究(赖锐等,2021)。
中国丰富而悠久的历史文献记录是世界上独有的宝贵资料,但也存在一些缺陷(龚高法等,1983)。用地方古文献对气温(包括高温、低温)和旱涝等灾害序列进行重建时,可以知道气象灾害发生的具体时间、位置,但是都存在一个显著问题——无法定量化。由于古代对气象灾害没有统一的评估标准,在古文献中描述较模糊,无法得知具体的灾害等级,因此需要后期制定标准进行判断,对历史灾害进行等级排序,得到灾情严重等级。
目前国内无统一的方法对古籍记载的灾情记录所代表的灾害等级进行判断。在对灾情严重等级判断时,较常用的方法是专家依据文献内容主观判断记录所反映的灾害级别(刘自清和赵树森,1988)。判断准则中除了考虑灾情出现的时间、范围、严重程度外,还常将灾情出现频率考虑在内,比如灾害严重等级占总年数的百分比(王邵武和赵宗慈,1979),或者按照出现灾情的县个数来定义某地区灾害严重程度(毛德华,1998),还有的研究对灾情按照损失严重程度进行分级(庞茂鑫和斯公望,1992)。以上判定方法虽然遵循了一定的原则,但不确定性因素较大,易产生较大的偏差。
为了解决古文献中文字模糊性在鄱阳湖千年灾害序列研究中带来的问题,江西省气候中心研制了一种集成多位专家判断的“模糊综合评判方法”(王怀清等,2015),可将人为主观因素带来的偏差尽可能减小。首先确定划分等级的个数与各等级的标准,其次建立判定灾害等级的数学模型,最后对灾害记录实施模糊综合评判。
以旱涝灾害为代表,首先将旱涝分别分为3种等级“轻度”、“中度”和“重度”,并且对每种等级的灾害给出3种参考标准——“对天气现象的文字描述”、“对受灾后果的描述”、“救灾情况的描述”。每位专家给每条记录所反映的旱涝级别的可能性赋予个人的结论,提供了“极像、很像、较像、无法判定、不太像、不像、极不像”7种主观结论,然后专家需要给出每条旱涝记录在3种参考标准的描述中所占权重。最后再根据模糊分类法进行矩阵相乘得到最后的综合判断结果。此方法将那些很难定量描述的复杂对象用一种较为简捷的定量方法描述出来,集成了多方信息,具有较好的可靠性和适用性。
目前江西省气象部门已经对鄱阳湖流域千年旱涝灾害研究取得了一定的成果。首先建立了鄱阳湖流域千年旱涝灾害定量数据集,得到了千年以来鄱阳湖流域每个县每年的“重涝”、“中涝”、“轻涝”、“无灾”、“重旱”、“中旱”、“轻旱”频数数据。并在此基础上建立了鄱阳湖流域千年旱涝图集,包括鄱阳湖千年干旱和洪涝发生频次变化趋势图、不同区域干旱发生等级趋势、不同流域洪涝发生等级趋势图,以及特大灾害年份洪涝和干旱发生空间分布图等。对鄱阳湖流域过去千年旱涝灾害发生情况有了较清晰的认识,并尝试研究了该流域旱涝灾害发生规律,对江西更好地应对旱涝灾害和气候变化有重要意义。
中国文化源远流长,留下了世界其他国家无可比拟的珍贵历史文献记载,而江西文化是中华文化的重要组成部分,江西文化的形成和发展过程对中华文化作出了突出的贡献。江西优越的自然禀赋决定了其特别适合农业种植,而古代人类改造自然的能力有限,因此气象灾害对江西影响很大,拥有较多关于天气的记载资料。
江西省气象部门自20世纪70年代就开展了一系列古气候研究工作,着手整理出版了《江西省气候史料》(江西省气象局资料室,1978)、《江西省八百年冷暖规律研究》(江西省气象局资料室,1981)、《近千年来鄱阳湖结冰及夏寒》(江西省气象局资料室,1977)等等,近10年来又整理出《江西省地方志气象资料集》和《江西省地方志气象灾害记载翻译资料汇编》,基本涵盖了江西省市、县的千年天气记录。
上述丰富的文献整理资料,为运用古文献对江西气候变化进行研究的实施提供了重要的基础条件。而古文献中存在的气象灾害无法定量化的问题,也可以通过集成多位专家判断结合模糊分类方法,将人为主观因素带来的偏差尽可能减小,得到气象灾害的等级排序。
目前对鄱阳湖千年旱涝灾害序列研究取得了一系列成果,包括相应的定量数据集和鄱阳湖流域千年旱涝图集。因此运用地方古文献研究江西气候变化是完全可行的,不仅对当今江西的经济建设和防灾减灾有重要参考价值,对全国其他地区实施古文献研究气候变化也有很强的借鉴意义。