古人云：江淮自古為天下富庶之區也。自古以來，江淮地區都是我國重要的糧食生產基地。然而，幾千年來，江淮地區也是旱澇災害頻發之地，夏季降雨變化引起的旱澇災害嚴重威脅著人類生命財產安全和社會經濟發展。
江淮地區過去幾千年以來的社會發展史也可以說也是一部防汛抗旱史。因此，探究江淮地區夏季降雨的變化規律和機理，對於預測和應對未來可能出現的旱澇災害有著非常重要的意義。
江淮降雨的前世
“以古為鑑，可知興替”，對於氣候變化也是如此。要想找到江淮地區降雨的變化規律，探索降雨變化的機理，對未來可能出現的旱澇災害進行預測與防控，我們需要獲得過去幾百年甚至幾千年以來的降雨歷史，從中找尋答案。現代氣象對江淮地區夏季降雨的觀測自上個世紀50年代開始，距今也只有70餘年的時間，對於江淮地區上個世紀50年代之前夏季降雨的變化歷史仍不清楚，很大程度上限制了對江淮降雨的變化規律和機理的探究。因此，恢復和重建沒有氣象觀測資料之前的幾十年甚至幾百年的降雨變化歷史，找尋江淮降雨的“前世”，成為了探究長期降雨變化規律的關鍵。
近日，國際地質學知名期刊《Geology》11月份發表的一項研究透過江淮地區女山湖湖泊沉積物（圖1）的顏色變化成功重建出該地區過去1800以來的夏季降雨變化歷史，在湖泊沉積的“無字天書”中翻出了江淮降雨的一段“前世”經歷。
圖1| 女山湖湖泊沉積岩心
如何從湖泊沉積物中解讀出江淮降雨前世呢？研究發現當降雨增多的時候，湖泊水位上升，導致湖底的水-沉積物介面呈還原環境，有利於青灰色的沉積物形成。相反，在降雨減少的時候，湖泊水位下降，導致湖底的水-沉積物介面呈氧化環境，有利於棕紅色的沉積物形成。透過降雨變化與湖泊沉積物顏色的關係（圖2），再結合湖泊沉積物的形成年代，研究人員重建出了過去1800年以來湖泊周邊的降雨變化。
圖2| 降雨變化與湖泊沉積物中顏色變化關係示意圖
江淮降雨的前世經歷了怎樣的變化呢？上述研究重建的降雨比變化曲線記錄著江淮地區魏晉、隋唐、五代十國、宋、元、明、清等朝代的相對降雨變化歷史（圖3），從圖中我們可以發現江淮降雨前世整體呈現增加趨勢，其中最明顯的一個特徵就是在明清時期（公元1368-1912年）的降雨相對於宋元時期（公元960-1368年）明顯增多。這兩個降水特徵時段與中世紀暖期（公元1000-1200年）和小冰期（公元1300-1850年）兩個全球性溫度特徵時段恰好對應，即降水增加發生在小冰期氣溫降低時，降水減少發生在中世紀暖期氣溫增加時。為什麼宋元與明清會有如此反差的降雨變化呢？
圖3| 過去1800年以來江淮地區降雨變化曲線
江淮降雨的今生
英國著名地質學家傑姆斯·赫頓曾說：現在是理解過去的鑰匙 。即透過今天已知的現象去探索過去未知的奧秘。基於這種“將今論古”的思路，研究人員發現在現代氣象觀測時期內的江淮降雨也發生過如同宋元明清一樣的乾溼轉變，這樣的轉變發生在1980年前後，即1960-1980年江淮地區降雨整體偏少，1980-2000年江淮地區降雨整體偏多。而這種乾溼轉變被認為是赤道東太平洋海表溫度的變化所導致的:當東太平洋的海溫偏暖（厄爾尼諾現象），東太平洋海表氣流上升，西北太平洋海表氣流下沉，使得西太平洋副熱帶高壓加強，促進更多的水汽進入江淮地區，降雨偏多；反之，當東太平洋的海溫偏冷（拉尼娜現象），江淮地區降雨偏少（圖4）。
圖4| 現代氣象觀測的東太平洋海溫與江淮夏季降雨
東太海溫與江淮降雨跨越時空的羈絆
將今論古，既然現代80年代前後江淮的乾溼轉變是受到東太平洋海溫變化引起的氣流上升導致的，那麼宋元與明清的乾溼轉變是否也是如此呢？帶著這樣的問題，研究人員進一步找到了重建的宋元明清時期的東太平洋海表溫度記錄：宋元時期東太平洋的海溫整體偏冷（類拉尼娜態），而在明清時期東太平洋的海溫整體偏暖（類厄爾尼諾態）。將宋元明清時期東太平洋海表溫度與江淮降雨歷史進行對比，發現在宋元東太平洋海溫偏冷的時候，江淮地區的降雨偏少，在明清東太平洋海溫偏暖的時候，江淮地區的降雨偏多（圖5）。“前世”裡東太海溫與江淮降雨的對應關係與“今生”如出一轍，東太平洋上的“風”（海溫升高，氣流上升）徐徐吹起，江淮地區的“雨”如約而至，數千年來，都是如此。
圖5| 宋元明清的東太平洋海溫和江淮降雨
時至今日，在科學技術高度發達的今天，人類在降雨變化引起的旱澇災害面前仍然顯得十分渺小。究天人之際,通古今之變。東太平洋與江淮地區的“風”和“雨”羈絆千年，倘若某一天東太平洋上空的“風”吹起，趁雨還沒來臨前，讓我們給江淮地區撐上一把防汛抗洪的油紙傘，走過雨季，不再哀怨，不再彷徨。
【來源：人民日報客戶端】
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