如今,要想知道某个地方的天气情况,只需要打开天气软件,查一查就知道。假如我们想知道古时候的天气,比如恐龙时代的天气是什么样的,该怎么做呢?
让我们一起去看看这些稀奇古怪的气候档案吧!
个人日记
日记也能成为气候记录?请看我国著名气象学家竺可桢的日记:
1937年4月17日 星期六
晴佳。晚雨。晨17℃。校中山梅花初盛,蔷薇、木笔落英缤纷,郁香全谢,碧桃亦萎,绣球花尚未变白,惟徐曙吟处已盛开。
竺可桢在日记中记载了丰富的天气、物候情况,比如今天天气如何、温度多少、湿度怎样,什么时候桃树开花了、柳树长叶了、燕子飞来了,从1936年1月1日到他去世的前一天,总计38年零37天,没有一天中断。
类似的日记有很多,比如“清末四大日记”之一的《翁同龢日记》,其中有数十年的详细天气情况记录。这些名人日记都是气象研究的可靠档案。
除了名人日记外,各类地方县志、历史古籍等,都保存了丰富的气象资料。
注释1:
竺可桢日记大意:天气晴好,晚上下雨,早晨气温17摄氏度。浙江大学的山梅花刚开始繁盛,蔷薇花、紫玉兰花瓣飘落,郁金香和碧桃花全部凋谢了,绣球花还没有变白,只有徐曙吟住处附近的盛开了。
注释2:
翁同龢(hé),清末著名的政治家、书法家、收藏家。
蝙蝠粪便
蝙蝠便便也能当气候档案?原来,在一些地方的洞穴里生活着大量蝙蝠,它们喜欢聚集在一起,没有特殊情况,这些蝙蝠的后代就不会挪窝,因此蝙蝠们可能几百年甚至几千年都生活在同一个洞穴中。2010年,美国科学家曾找到一个蝙蝠洞,里面有将近1米厚、约8100年历史的蝙蝠粪便。
蝙蝠粪便有什么用呢?有些蝙蝠喜欢吃水果和花蜜,那些黏在它们身上的花粉会掉到粪堆上,从而被保存下来。根据花粉的种类和数量,研究人员可以推测当地古时候的植被种类,进而推测适合这些植物生长的气候环境是什么样的。科学家还能从便便中含有的氮的同位素情dWABtbjU/8a2InZeGB2Wsw==况,分析判断古时候是否雨水充足。
除此之外,企鹅等群居动物的便便也可以被用于进行类似研究。比如科学家在南极挖到一段67.5厘米长的企鹅粪便,分析认为南极气候经历过4次冷暖变化。
树木年轮
锯开一棵树,你会在树桩上看到一圈一圈同心的圆形纹路,这就是树木的年轮。年轮是如何形成的呢?春天来临,树木快速生长,细胞体积大、数量多、颜色浅;到了秋天,树木生长缓慢,细胞体积小、数量少、细胞壁厚、颜色深。就这样,一圈一圈的年轮形成了。
年轮是气候的忠实记录者。树木漫长的一生中,会经历各种各样的天气:在温暖潮湿的年份,树木长得快,年轮会变宽;而在寒冷干燥的年份,树木长得慢,年轮则较窄。看,树木年轮成为了气象档案馆。
我国科学家曾根据秦岭山区树木的年轮样本,推算出1789年前后的初春,当地发生过一次大幅度降温,1896年则有大幅升温。
结合计算机技术,还可以根据树木年轮对未来气候进行预测。
鲸的耳垢
鲸的耳垢竟然是个巨大的信息库!
据科学家研究,鲸类的耳垢是由油性分泌物堆积并硬化而成的,长度可以超过50厘米,重达1千克,里面包含了大量关于鲸的生存环境、健康状况等信息。
由于耳垢是分层累积的,类似于树木的年轮,所以还可以从中获得关于鲸的生殖周期等数据。
美国科学家经过大约20年的研究,从6头鲸的耳垢中发现,鲸分泌的一种激素——皮质醇的水平会随着水温的升高而迅速上升。科研人员认为,温度升高会通过多种方式影响鲸,比如改变猎物的位置和数量,影响水温从而刺激它们的生理机能。看来,气候变暖对鲸的生活造成了很大的影响。
古城水管
在一些古城中,古人建设了大量给(jǐ)排水管道,你可能想不到,利用这些排水管道也能研究古代气候。
古罗马的城市用水来自附近石灰岩洞穴中的泉水。这些水中溶解着大量的二氧化碳,当水自地下溢出后,压力骤然降低,大量二氧化碳会形成碳酸盐并沉淀出来,从而形成泉华。2000多年来,这些泉华一层一层地沉积,有些水槽的泉华甚至近1米厚。科学家发现,在较冷的年份,因为蒸发量少,泉华析出少;较热的年份,泉华析出多。这样一来,时间长了,就会出现一条条深浅不等的条纹。这些条纹跟树木年轮一样,也可以用来判断气候变化。
还有科学家发现,这些泉华中含有空气污染物质,能用来分析古代的空气污染程度。
极地冰芯
极地(包括南极、北极、“第三极”青藏高原)地区长年被冰雪覆盖,极地冰芯中保存了非常丰富的气候演化资料。而且因为极地地区人烟稀少,冰芯可长久保存而不会受到破坏,所以记录的信息非常准确。
1966年,美国科学家在北极的格陵兰冰盖钻取了第一支冰芯,长1387米。我国则从1985年起,在南极冰盖钻取冰芯。
通过对冰芯的分析,科学家获得了许多重要的发现。比如,从南极钻取的冰芯中人们发现,这个地区某段时间的气温变化幅度达到12摄氏度左右,大气中温室气体(如二氧化碳)的含量也存在巨大变化。
除了极地,在一些高山上钻取的冰芯也有类似的作用。
黄土荒漠
在我国中北部存在着大范围的黄土地区,这就是黄土高原。如果气候干冷,沉积的黄土颜色就较浅,红色不明显;如果气候温暖湿润,黄土的颜色就偏红。
我国科学家还通过研究黄土高原西部的黄土堆积情况,发现这里的黄土区至少起源于2200万年前。他们在那里发现了厚达250米、多达231层的风尘堆积。根据这些堆积中的地磁极性变化和小动物化石,确定它们的形成时期为2200万年至600万年前。
形成如此大规模且稳定的黄土区,需要两个条件:一是有大面积的干旱区,作为风尘的来源;二是有足够强劲的风,可将风尘搬运过来。这些都是远古时期的气候现象。
巨大岩石
地球从陆地表面往下约75千米,都可归为岩石圈,它主要包括地壳和上地幔。我们人类就居住在岩石圈的最上层——陆地表面。岩石圈与大气圈、水圈、生物圈等发生相互作用,具有千丝万缕的联系。
岩石圈里记载着非常丰富的气候资料:根据地层里的动植物化石,人们可以推断当时的天气情况;根据钟乳石的生长,人们可以判断古时候的空气成分。通过研究岩石圈我们现在知道,狂风造就了新疆魔鬼城,干旱导致了戈壁荒漠,大水冲积出华北大平原……
你可能会问,科学家为什么要研究古往今来气候的变化情况呢?
因为研究气候情况,不仅可以推测以前的地球形态,预测未来气候发展规律,还能发现生物、大气等的变化情况,为可持续发展提供科学参考。