來，你想知道中國哪個(gè)朝代的氣候，科學(xué)家可以給你恢復(fù)當(dāng)時(shí)的氣候情況。這絕不是吹牛，是有嚴(yán)格的科學(xué)依據(jù)的。

        2月19日，竺可楨—南森國際研究中心（NZC）（中國科學(xué)院大氣物理研究所）古氣候研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們發(fā)表在《地球物理學(xué)研究雜志》（Journal of Geophysical Research）上的論文就研究了唐宋兩朝的氣候情況。

        3月12日，古氣候研究團(tuán)隊(duì)成員之一燕青博士向澎湃新聞（www.xinlihui.cn）介紹，該團(tuán)隊(duì)利用耦合模式CESM（通用地球系統(tǒng)模式），開展了過去兩千年（0?2000 AD）的瞬變模擬試驗(yàn)，比較了唐朝初期（650?700 AD）和宋朝初期（950?1000 AD）中國氣候變化特征。研究發(fā)現(xiàn)，唐朝和宋朝是我國過去兩千年中兩個(gè)典型的暖期，中國平均溫度均偏高，但在空間分布上有很大的差異。

        唐朝初期增溫主要出現(xiàn)在黃河流域、中原腹地，是區(qū)域尺度上大氣凈能量的增加以及有利的熱量輸送所造成的；而宋朝初期全國普遍增溫，是太陽輻射強(qiáng)度的增加造成的。因此，唐朝暖期是一個(gè)區(qū)域現(xiàn)象，而宋朝暖期是全球或半球尺度上的暖事件在中國的體現(xiàn)。

        燕青博士告訴澎湃新聞，研究甚至可以估算到唐朝某一地某一天的降水和氣溫的具體情況。比如可以給出天授元年（690年）九月初九武則天登基這一天洛陽的氣溫和降水情況?！爱?dāng)然我們認(rèn)為這樣的數(shù)據(jù)只是估計(jì)值不一定準(zhǔn)確，如果是多年的平均值我們則可以給得較為準(zhǔn)確?！?/p>

        事實(shí)上，中國現(xiàn)代地理學(xué)和氣象學(xué)的奠基人竺可楨，早在1973年就對中國5000年來的氣候變遷做出深入研究，其成果發(fā)表在當(dāng)年第2期的《中國科學(xué)》（《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》）。由于中國古代沒有準(zhǔn)確的溫度記錄，竺先生采用歷史文獻(xiàn)記載、物候記載及考古發(fā)掘證據(jù)等，重建出中國5000年來的溫度變化。

        竺可楨先生研究指出，中國隋唐是一個(gè)溫暖期，國都長安屢屢出現(xiàn)“無冰無雪”的暖冬記錄，皇宮中甚至能種植柑橘，揚(yáng)州還首次出現(xiàn)了雙季稻的記載。

        竺可楨先生同時(shí)考證出，北宋大部分時(shí)間也處在溫暖期中。當(dāng)時(shí)中國冬小麥種植的北界曾一度向北擴(kuò)張到大同-長春一線，而茶樹種植的北界也到達(dá)淄博-開封一線，這比現(xiàn)代種植偏北約1個(gè)緯度左右，可見當(dāng)時(shí)中國氣候的整體偏暖格局。另外，北宋開封也出現(xiàn)了類似于“冬無雪”和“祈雪”的暖冬記錄。

        古氣候研究團(tuán)隊(duì)成員燕青告訴澎湃新聞，研究過去氣候的方法主要包括歷史數(shù)據(jù)重建和氣候模式模擬。對于歷史數(shù)據(jù)重建，科學(xué)家利用樹輪、冰芯、石筍、歷史文獻(xiàn)等來推斷過去的氣候。然而，這些數(shù)據(jù)是零散有限的，并且難以解釋所記錄的氣候情況。如三月開花，只知道暖，不知為何暖。

        氣候模式模擬方法能夠彌補(bǔ)歷史氣候資料重建方法的不足，利用氣候模式不但可以恢復(fù)歷史氣候變化，還可以探索過去氣候變化的原因。燕青告訴澎湃新聞CESM模式由美國大氣研究中心于上世紀(jì)九十年代開發(fā)，經(jīng)過不斷改善，他們此次采用的是該模式的最新版本。該模式能夠模擬提供全球的氣候情況，古氣候研究團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)探討中國的氣候變化。

        此次研究的新貢獻(xiàn)是在空間分布上研究了唐朝的氣候變化并對比了唐宋兩朝暖期的不同。“簡單講，科學(xué)家用數(shù)學(xué)公式來描述大氣和海洋的流動(dòng)、冰雪的積累和消融等過程，并將這些數(shù)學(xué)公式綜合起來，由此構(gòu)成氣候系統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理模型，然后，給出一個(gè)強(qiáng)迫場，輸入火山活動(dòng)，植被變化，太陽活動(dòng)變化，二氧化碳變化等信息，用數(shù)值的方法近似求解數(shù)學(xué)公式，我們就可以得出溫度、降水等氣候信息，還原當(dāng)時(shí)的氣候背景?！毖嗲喔嬖V澎湃新聞。

        那么這些強(qiáng)迫因子從哪里來呢？燕青博士介紹，冰芯可以提供火山活動(dòng)、二氧化碳和太陽活動(dòng)的數(shù)據(jù)。火山噴發(fā)后火山灰會(huì)在極地冰蓋沉積下來，通過鉆取冰芯依據(jù)火山沉積物信號(hào)來判斷當(dāng)時(shí)的火山活動(dòng)。同時(shí)，通過測量冰上有沒有氣泡及芯氣泡中的二氧化碳含量和某些化學(xué)元素可以判斷當(dāng)時(shí)的二氧化碳和太陽輻射強(qiáng)度的情況。

        另外，科學(xué)家通過測定土壤中或湖泊沉積物中植物花粉等信息來推斷當(dāng)時(shí)的植被狀況。此前，這四個(gè)因子已經(jīng)由其他科學(xué)家重建好了，他們的工作就是通過氣候模式利用這四個(gè)因子來重建過去兩千年的氣候情況。燕青告訴澎湃新聞，此次對唐宋氣溫的研究花費(fèi)了兩三年時(shí)間，需要利用超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量的計(jì)算，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以T計(jì)。

        此前，燕青所在的研究團(tuán)隊(duì)做過300萬年前的氣候研究，當(dāng)時(shí)的二氧化碳濃度大約是405ppmv，利用氣候模式模擬的當(dāng)時(shí)的氣溫是1.9到3.6攝氏度，這與IPCC5預(yù)估的21世紀(jì)末的全球平均氣溫是相似的。研究該時(shí)期的氣候，在一定程度上，可以為預(yù)估未來的氣候變化提供一定的參考。

        “這樣的氣候模式最早開始于19世紀(jì)70年代中期，隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展也在不斷完善。”燕青介紹，目前國際上有50多種類似的氣候模式，主要發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家基本上都有自己的模式，中國共有六個(gè)氣候模式。其中中國科學(xué)院大氣物理研究所有兩個(gè)，中國氣象局有一個(gè)模式，北京師范大學(xué)有一個(gè)，中國海洋大學(xué)有一個(gè)，南京信息工程大學(xué)有一個(gè)。

        “理論上，在氣候模式與超級(jí)計(jì)算機(jī)兩者完善的情況下，我們可以重建和預(yù)估任何時(shí)期的氣候?！毖嗲喔嬖V澎湃新聞。