來(lái)，你想知道中國(guó)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(guó)際研究中心（NZC）（中國(guó)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(kāi)展了過(guò)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(guó)氣候變化特征。研究發(fā)現(xiàn)，唐朝和宋朝是我國(guó)過(guò)去兩千年中兩個(gè)典型的暖期，中國(guó)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(guó)普遍增溫，是太陽(yáng)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(guó)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(yáng)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(guó)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(duì)中國(guó)5000年來(lái)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(guó)科學(xué)》（《中國(guó)近五千年來(lái)氣候變遷的初步研究》）。由于中國(guó)古代沒(méi)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(guó)5000年來(lái)的溫度變化。

        竺可楨先生研究指出，中國(guó)隋唐是一個(gè)溫暖期，國(guó)都長(zhǎng)安屢屢出現(xiàn)“無(wú)冰無(wú)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(guó)冬小麥種植的北界曾一度向北擴(kuò)張到大同-長(zhǎng)春一線，而茶樹(shù)種植的北界也到達(dá)淄博-開(kāi)封一線，這比現(xiàn)代種植偏北約1個(gè)緯度左右，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)中國(guó)氣候的整體偏暖格局。另外，北宋開(kāi)封也出現(xiàn)了類似于“冬無(wú)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(guò)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(duì)于歷史數(shù)據(jù)重建，科學(xué)家利用樹(shù)輪、冰芯、石筍、歷史文獻(xiàn)等來(lái)推斷過(guò)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(kāi)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(guò)去氣候變化的原因。燕青告訴澎湃新聞CESM模式由美國(guó)大氣研究中心于上世紀(jì)九十年代開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)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(guó)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(duì)比了唐宋兩朝暖期的不同?！昂?jiǎn)單講，科學(xué)家用數(shù)學(xué)公式來(lái)描述大氣和海洋的流動(dòng)、冰雪的積累和消融等過(guò)程，并將這些數(shù)學(xué)公式綜合起來(lái)，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(chǎng)，輸入火山活動(dòng)，植被變化，太陽(yáng)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(lái)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(yáng)活動(dòng)的數(shù)據(jù)?；鹕絿姲l(fā)后火山灰會(huì)在極地冰蓋沉積下來(lái)，通過(guò)鉆取冰芯依據(jù)火山沉積物信號(hào)來(lái)判斷當(dāng)時(shí)的火山活動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)測(cè)量冰上有沒(méi)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(yáng)輻射強(qiáng)度的情況。

        另外，科學(xué)家通過(guò)測(cè)定土壤中或湖泊沉積物中植物花粉等信息來(lái)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(guò)氣候模式利用這四個(gè)因子來(lái)重建過(guò)去兩千年的氣候情況。燕青告訴澎湃新聞，此次對(duì)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(guò)300萬(wàn)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(lái)的氣候變化提供一定的參考。

        “這樣的氣候模式最早開(kāi)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?！毖嗲嘟榻B，目前國(guó)際上有50多種類似的氣候模式，主要發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家基本上都有自己的模式，中國(guó)共有六個(gè)氣候模式。其中中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所有兩個(gè)，中國(guó)氣象局有一個(gè)模式，北京師范大學(xué)有一個(gè)，中國(guó)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。