楊煜達：全球極端天氣更頻繁了嗎? 千年極端旱澇的研究發現了一點

夏天到了，一年一度的高温天又開始困擾北半球。根據報道，在過去24小時內，印度奧里薩邦至少有45人死於可能與炎熱有關的疾病。截至目前，印度全國因炎熱死亡人數上升至211人。

在菲律賓，至少有30個城市的熱指數達到了42攝氏度甚至更高的危險水平，將近6700所學校停課。

在孟加拉國，當地氣象局表示，過去一週首都達卡平均最高氣温與過去30年同期的平均氣温相比，高出了4攝氏度到5攝氏度。

在中國，廣西新一輪強降雨已致2萬多人受災，緊急轉移安置138人。

根據美國國家環境信息中心最新發布的數據，在2024年的前4個月裏，全球氣温創下175年來同期新高。在全球氣候變暖成為國際重大議題的當下，極端氣候頻繁了嗎？中國極端旱澇在千年尺度呈現出怎樣的時空演變規律？近二十年來中國出現的南方雪災、城市雨澇等極端天氣事件，又給了我們什麼啓示？

近日，復旦大學中國歷史地理研究所楊煜達教授團隊歷時十餘年編繪的《中國千年區域極端旱澇地圖集》（簡稱《地圖集》）正式發佈。作為我國第一部全國性的以極端旱澇氣候為主題的歷史地圖集，《地圖集》分區域識別公元1000年以來發生概率為10%（即“十年一遇”）的極端旱澇事件，將其表達在地圖上。在千年尺度上，實現了區域極端旱澇事件的均一識別，收錄旱澇數據達12萬餘條，繪製極端旱澇年份圖達433幅。

這本橫跨千年全國七大區域124個站點的極端旱澇地圖集，為我國防汛抗旱、應急管理、農林牧漁，基礎設施建設等領域的前瞻性研判，提供了重要的信息基礎支撐。

楊煜達教授在發佈會上

《中國千年區域極端旱澇地圖集》一書出版後，觀察者網編輯與楊煜達教授就讀者關心的熱點問題進行了交流。

13年、 多個國家基金支持、近40名科研工作者的努力

觀察者網：我們對這套書的第一印象是，編纂難度會非常大，您能否講一講當時這個浩大工程是怎麼立項的？

**楊煜達：**這本地圖集的編纂是花費了十幾年，在多個基金項目的持續支持下完成的。

我 2010 年拿到了全國優秀博士論文獎項。這個獎項教育部提供一個項目資助，我和鄒逸麟先生、滿志敏老師討論後決定選擇極端氣候為主攻方向。2011年底我開始組織團隊做這個題目。

2014年，我們就發表了《歷史時期極端氣候事件的甄別方法研究——以西北千年極端旱災序列為例》一文，這篇文章確定了分區域精準識別到千年尺度的辦法，也確定了我們以極端旱澇氣候為主題的研究終極表達方式是地圖。自此開始推進編圖的工作。

2016 年-2020年，我獲得了教育部人文社科重點研究基地重大項目“過去千年中國區域極端氣候事件與中華文明時空進程”的支持，並參與了國家氣候中心任國玉教授牽頭的“全球變化研究與應對”研究項目“小冰期以來東亞季風區極端氣候變化及機制研究”的工作。

在這些項目的支持下，到 2020年項目結項的時候，我們初步編成了《中國千年區域極端旱澇地圖集》。當時開始準備出版事宜，但是地圖編輯與出版的費用很高。後來是復旦大學張人禾副校長將其列入到中國科學院學部諮詢評議項目，支持了這本圖集的出版。

2022年，我們又申請到了國家社科基金的重大項目《2000 年來中國重大災害性氣候事件應對及社會應對機制研究》的支持，完成了《地圖集》的後期製作工作。

最終在國家項目支持和團隊共同努力下，我們圓滿完成了圖集的編纂和出版工作。

觀察者網：這種極端旱澇研究，之前有以地圖為形式的成果嗎？

**楊煜達：**極端旱澇地圖集沒有，但是常態的旱澇地圖集有，比如1981年出版的《中國近五百年旱澇分佈圖集》（簡稱《五百年圖集》）。

大家都知道，竺可楨先生1972 年發表了《中國近五千年來氣候變遷的初步研究》，為中國氣候變化的研究建立了一個科學基礎。影響氣候的要素有很多，最重要的是乾濕和冷暖兩大要素。竺先生的文章主要討論的是冷暖。

我們的地圖集的旱澇定級上，實際上是沿用了《五百年圖集》中的評級方法。即把全國分成若干個站點，根據史料給每個站點的旱澇情況做評級，最終得出連續的旱澇數據。並根據大致相同的概率密度進行篩選，構建了正史體系與方誌體系史料間，以及與器測資料可以比較的平台。

我們採用的旱澇五級評定法，即1級澇、2級偏澇、3級正常、4級偏旱、5級旱，就是《五百年圖集》編著時確立的。當時全國搞旱澇會戰，要通過收集過去的旱澇數據，搞清楚旱澇變化的規律，來預測未來可能出現的極端天氣。《五百年圖集》就是為了適應國家在農業上的重大需求而編纂的。

當時對於史料中的旱澇記載，如何評定，討論的很多。最後提出這個方法的是保定市地區氣象局的湯仲鑫先生，他以保定地區為例，提出了一套可行的根據史料評定旱澇情況的評級方法，併為《五百年圖集》的編繪者所採用。論文是後來才在1979 年發表的。

觀察者網：難以想象，古人給我留下來蛛絲馬跡的文獻資料可以讓您和團隊做這麼精細的史料梳理。您在文獻中提到了《中國三千年氣象記錄總集》、《中國歷史大洪水調查資料彙編》等資料成為了你們研究的重要起點，在此基礎上你們做了哪些開創性的工作？

**楊煜達：**從地圖製作的角度來説，《五百年圖集》的方法，為我們編纂這套地圖集提供了很多有用的方法，比如前面提到的定級方法。但是我們所做的研究也有許多不同：

一、主題不一樣。《五百年圖集》主題是逐年的旱澇情況，反應的是旱澇的常態化變化；《地圖集》的主題是極端旱澇。

1518年全國出現大面積極端旱澇現象，深橙色為5級旱，深藍色為1級澇

二、在旱澇的定級方式上，我們對124個站點的空間範圍進行了劃定，並利用了歷史地理學中沿革地理的最新研究成果，給出了124個具體站點的歷史沿革。這樣歷史資料的空間屬性可以更為明確，處理的數據空間代表性也更確定，質量更好。

三、《地圖集》不僅在1000-1469年間新增了11312個站點有效旱澇數據，同時在1470-1949年與《五百年圖集》相同的120個站點新增了5459個有效旱澇數據。

1981年出版《五百年圖集》的時候，很多歷史文獻都還沒有整理。如今學術界對各種歷史資料的整理日趨完善，各種專題史料集、地方誌不斷地出現，這為我們的工作提供了豐富的史料基礎和數據來源。

比如由國家氣象中心張德二先生主編的《中國三千年氣象記錄總集》，查閲了多達8432種古籍，實際採摘引用達7930種，其中關於地方誌的資料尤其全面，是我們重要的基礎資料。

同時我們自己也在不斷地發掘和整理資料，1990 年代初開始至今，復旦大學中國歷史地理研究所的滿志敏老師動員所裏的老師做了3 萬多張卡片，收錄了宋元以前的資料中和氣象災害、氣候有關的描述。

復旦大學史地所老師們手抄的氣候史料卡片，此處記錄了王莽末年的旱災和蝗災，及由此造成的農業欠收和東漢初期百姓饑饉慘狀

如今我們的團隊一直也在日記史料中查尋相關記錄，建立史料數據庫。我們已經查閲了現有的上千種日記史料，其中有 300 多種是有天氣記錄的，將這些信息彙總做成了數據庫。這些資料都是我們編圖的基礎。

同時我們也利用了大量的明清《實錄》、檔案等相關資料。近年來整理的清代檔案中的專題災害史料是比較多的，如《清代黃河流域洪澇檔案史料》等等。我們自己也直接查閲了《上諭檔》等。中國官方記載中此類有關氣候的記錄蠻多的，與氣候緊密關聯也是中國文獻的一個特點。

另外，在極端旱澇災害的地圖表現上，我們利用劃定的站點空間，新增加了站點分層設色的表達，還延續了《五百年圖集》旱澇等值線的表達方法。採用了徑向基函數（RBF）插值法對站點空間數據進行計算生成等值線，並在計算過程中，採用了站點區域中心法，這樣不僅更符合歷史記載的情況。且讓地圖更為直觀、更易於讓人理解和使用。

因此，《地圖集》建立在更豐富的歷史資料和更科學準確的定級方法上，所以我們的圖集質量相比前人的成果有了較大提高。這也反映了我們學術的進步和時代的發展。

1470年為什麼成為一個重要歷史節點？

觀察者網：《地圖集》對1470年之後的極端天氣實現了均一識別；中國氣象局氣象科學研究院《中國近五百年旱澇分佈圖集》也是從1470年（明憲宗成化六年）開始，為什麼是這個年份？這跟當時的歷史背景有什麼聯繫嗎？

楊煜達：我們現在的文獻資料裏面有幾個大的資料系統。其一是正史，正史資料比如宋史、元史、明史、清史稿，對旱澇的記錄比較穩定。

另外一類資料就是方誌資料，方誌資料的突出特點是它可以和一個具體的地點捆綁起來，也就是説它的時空信息非常清楚。比如在方誌資料裏記載着“ 成化十六年（1480 年）鳳翔（寶雞）大旱”，正史裏面可能會寫 “成化十六年 陝西大旱”，方誌資料的空間信息更加具體。

還有另外一些資料系統比如檔案和日記。檔案和日記資料很有價值，但是檔案和日記太具體和瑣碎。我們需要的信息是一個具體季節的大體判斷，但是日記記錄的是一個很小的地點，這種信息雖説看起來更具體，但是很難反應整個地區的情況。相對我們的工作來説，它反倒沒有那麼好用。我們主要利用的方誌資料，在明代才大規模地出現。

1470年這個年份是 《五百年圖集》的編纂者研究了大量史料之後總結出來的。我們把所有的數據做了突變分析，得出的情況基本是一致的，即1470 年左右是方誌資料一個非常重要的突變節點，1470 年之前各個區域的方誌都比較少，1470 年以後有明顯的增加。

觀察者網：從歷史的角度上看，為什麼這一時期方誌數量激增？

**楊煜達：**明代建立之初就很提倡修方誌，但是有幾種限制因素。一是提倡得不到落實，按照明朝要求方誌要 20 年、 30 年修一次，但是實際上能保證這種修制頻率的縣少之又少，大部分的縣是一兩百年，兩三百年才修一次。

二是明早期的方誌存留較少。因此保留至今的多半是明中期和晚期的方誌，其記錄的信息就常常在明朝中期的轉折這一段。

我們甄別極端事件的方法，利用了兩個點。一是文獻資料的特徵，中國文獻記錄旱澇有一個非常顯著的特徵。我們叫“記異不記常”，有異常才記錄，正常情況不記錄。

二是，早期歷史會淘汰掉很多信息。有些記錄只有兩、三個字，但越早保留下來的災害信息可能越嚴重。那些不嚴重的災害很可能在歷史長河中被遺忘了。因此，儘管早期歷史資料的保留率很低，但是我們也相信它保留了大量的1級和5級的極端情況。按照旱澇的 5 級劃分，其分佈應該符合正態分佈。但是實際我們根據數據發現，有記載的旱澇災害， 1級和5級的極端情況最多，3 級沒有什麼記載，呈現雙峯型。這樣，根據文獻資料的特徵我們可以鑑別一個站點的旱澇級別。

觀察者網：《地圖集》分區域識別了十年一遇的極端旱澇災害。為什麼聯合國將極端天氣的概率統一定為10%，全球各個地方無差別的極端天氣都是十年一遇？

**楊煜達：**實際上“極端”有很多種不同的表現形式，有天氣的極端，有氣候的極端。常見的定義方式是絕對閾值法，比如極端天氣——24小時降水量為50毫米以上的強降雨稱為“暴雨”。另外一種則是按照發生概率來確定的，比如常説的“十年一遇”，“百年一遇”。這種就被稱為百分比閾值法。

我們採用的後者，即百分比取閾值法，來研究極端氣候，以年為單位，最厲害的10%，即發生的概率是10%，我們界定為極端的旱澇事件。

50年一遇的氣候，發生概率就是2%，百年一遇的，發生概率就是1%。達到10%（即十年一遇），就可以被視為是極端的。這是判斷極端氣候最基本的標準。按這個標準來排，我們可以進行跨資料系統的極端天氣比較。

中國一窮二白的時候就開始整理氣象記錄

觀察者網：這本圖集的編纂，是一個橫跨歷史、地理、氣象、水利、農業等領域的跨學科研究。《地圖集》的主要利用資料包括了《中國降水資料》，這本書收集了1950年前中國 1181個台站的降水資料。也就是説早在解放前，中國的氣象站點已經建立了1181個了；另一處寫道1870年之後中國出現了現代器測資料，這應該是近代“西學東漸”的結果，可否請您簡單介紹下我們國家古代到近代氣象領域的發展情況？

**楊煜達：**中國古代是一個農業社會，所以非常重視降水和氣候災害，自古以來中國人便對氣象有了很多研究，也總結出許多規律，比如説二十四節氣和農曆。實際上中國的“農曆”不是簡單的陰曆，而是陰陽合曆，陰曆是根據月相圓缺變化的週期制定的，但農業是以年為週期的，所以農曆是陰陽合曆。

所謂的現代觀測確實是從西方傳過來的，但中國古代也有自己的一套天氣觀測記錄體系，比如清代的“雨雪分寸”——就是地方給中央彙報降水情況的一種方式。

標準的州縣“雨雪分寸”上報格式包括三個要素: 具體地點（縣份），陰晴雨雪逐日天氣記錄、以及降雨(雪) 量的多寡。與現代的降水量測定標準不同，雨雪分寸要測量雪堆在地上的厚度，雨入土有幾分。中科院地理所總共整理了 40 多萬件奏報雨雪的奏摺，這對研究中國古代氣候是非常寶貴的。

北京故宮裏面還有專門記載天氣情況的《晴雨錄》，這些資料都保存了下來。不光北京有，揚州、杭州、蘇州、南京，有織造府的地方就有《晴雨錄》。直到嘉慶皇帝上台後，織造府記錄晴雨的制度才停了，但故宮中的記錄一直延續到清代滅亡。

下多大的雨？入土幾分？這實際上是一種經驗值。下了雨之後，縣衙的師爺就會判斷，入土三分，是小雨；入土三寸，是中雨；入土八寸，入土一尺，這是滂沱大雨。尤其這種逐日的記錄是非常有價值的。

在中國，最早用現代西方的方式測量氣象是18 世紀俄羅斯使團在北京西什庫教堂保存的一些記錄，這份記錄連續性沒有這麼好，但是也有將近 200 多年的時間。現在比較有名的中國近代氣象記錄是從1870開始的上海徐家彙天文台的記錄，這是中國近代連續性最好的氣象記錄，一直延續到現在。

新中國成立前的一千多個台站的降水資料，實際上是上海、廣州等口岸海關的觀測記錄。再有就是零零星星的傳教士在教堂做的氣象記錄，歐洲的領事館有記錄等等，這樣的數據一般比較簡單。

民國時期，一些地方政府和個人開始重視氣象記錄，也逐步建立有氣象站。比如昆明有一個人叫陳一得，自己在家裏面搞了一個氣象站，還出了一個雜誌來發布他的觀測記錄。

建國後，我們國家立即對中國已有的氣象記錄資料進行整理和保存，在當時一窮二白的情況下，國家領導人能有這樣的意識，這一點令人佩服。1958 年後全國各個縣都設立了氣象站，進行大規模的系統性觀測。這便是近代以來，中國氣象監測和記錄發展的大致路徑。

千年尺度來看，極端氣候更頻繁了嗎？

觀察者網：這些年大家都在擔心全球變暖問題。從你們研究的數據看，在千年這麼長的時間跨度上，中國的極端天氣是不是更加頻繁了？

**楊煜達：**首先我們要區分極端天氣和極端氣候，極端天氣事件是小尺度短時間的，比如鄭州的暴雨事件就是極端天氣事件。極端氣候事件是以年為單位的，比如長時間的旱澇災害。

從小尺度來看，全球變暖以後，地面水分蒸發會增大，這可能會使得降水增多。但是從大尺度的變化來看，降水的增加沒有這麼明顯。從歷史的角度考慮，最近這 50 、70 年在中國歷史時期上不是極端旱澇最多的幾十年。

但是可以説，最近幾十年，發生旱澇的頻率是偏多的。我們還需要對收集到的數據進一步分析，才能準確回答全球變暖和極端氣候之間關係的問題。

相比於古代社會，近代科學技術在重塑了人類社會的同時，也讓人類與自然的關係更加複雜，只能説全球變暖讓人們越來越重視天氣和氣候對社會生活的影響。

2008年南方雪災，國家電網的工作者正在搶修

以2008 年南方的雪災為例。如果只從氣温，降水等量化指標考慮，那一年的雨雪不能算是最極端的。但為什麼2008年的低温、雨雪、凍害造成了那麼大的損失？是因為我們整個社會高度依賴電力、大規模的高壓輸電線建設，鐵路也進入了電氣化時代。在這種情況下，南部地區的電力系統在建設時沒有考慮到極端氣候下的降雪可能對輸電系統造成的影響，所以，當時在面對雪災時發生了大規模停電，鐵路停運，春運受阻，最終造成了嚴重的社會危害。

這些自然災害説明，科技支撐下的現代社會，在面對自然變化時凸顯了自身的脆弱性。在社會發展的不同階段，人和自然的關係也在不斷地調整和變化，在這之中會不斷湧現出各種各樣的問題，需要人們在把握自然規律的基礎上及時調和矛盾，與自然和諧共生。

觀察者網：回到我們所處的上海，上海位於長江中下游的最東南端，近30年來，只有1992和2003有過標記為5的極端旱天氣；即便是夏天常見的颱風災害天氣，也有這些年網絡上流行的上海“結界”一説。從上海的角度看，極端天氣似乎沒有更頻繁發生，是這樣嗎？如何分析背後的原因？

**楊煜達：**這個我也注意到了，我剛來上海幾年，上海報了兩次颱風，提前通知學校放假，結果颱風都沒來。氣象局預報有颱風，市政府做出放假的決策是下了很大的決心的。工廠生產，商業停止一天要損失很多營收，但是保障民眾的生命安全自然是第一位的。

在有可以24 小時追蹤颱風的氣象衞星之前，颱風的行動軌跡是很難追蹤和預測的。對於颱風這種大尺度的天氣系統，我們還有很多不清楚的東西。對台風行動路徑的預報，也只能按概率來推斷。

上海非常重視對台風的研究，在上海氣象局就有專門的人員研究，測算颱風中心到達、通過上海的概率。並根據風險等級發佈颱風預警，但是預報肯定是沒辦法能做到百分百準確的。儘管有 90% 的可能性説颱風要來上海，但是最後我們遇到的可能是那10%。不過這比遭遇颱風襲擊後出現人員傷亡要好很多。

不只是颱風的預報，所有的天氣預報都是非常困難的，隨着觀測和預測水平的提高，目前24小時內短期天氣預報的準確都能達到百分之八九十。但是預測一個月以後的天氣這樣的超長期天氣預報，準確度就不高。

瞭解氣候變化機制，合理預測未來氣候天氣狀況，是我們研究的目標，也是所有的氣候工作者都希望能實現的。我們現在做的所有工作都是為實現這個目標而添磚加瓦，這有利於全人類的共同利益。

在歷史時期，比如説 500 年前，氣候受人類活動干預很小，極端氣候事件的出現主要受自然影響。現代的所有極端氣候事件，都是自然因素和人類活動因素疊加的結果更為複雜。

以華北為例，華北的極端乾旱氣候最近幾十年是較多的，但是不能算是最嚴重的時期，歷史上極端乾旱氣候最多的時期應該是 1921- 1970 年這一段，其次是 1471- 1520 年這一段。明朝末年極端乾旱氣候同樣很嚴重。最近 50 年長江中下游的澇災比較多，但是歷史上澇災最嚴重的還是1921-1970這 50 年。

最近幾十年的極端旱澇氣候頻率高於平均水平，但並不是歷史上旱澇極端氣候最多的時期。圖中為華北和長江中下游的極端旱澇次數，紅色為極端旱次數，藍色為極端澇次數。圖拍攝自《中國千年區域極端旱澇地圖集》

整體來説，最近這幾十年的極端旱澇氣候頻率是高於平均水平的，旱澇災害總體較多的，但並不是歷史上旱澇極端氣候最多的時期。通過歷史與現代的對比，我們可以看出自然因素在極端氣候的產生上有重大影響，我們更需要警惕自然因素和人為因素的疊加可能導致的嚴重後果。

氣候因素多大程度上影響人類歷史進程？

**觀察者網：**根據《地圖集》我粗略摘選了歷史上的極端旱澇時期。以上海為例，能夠發現極端氣候與歷史重大事件有一定的重合。讓我想起，這些年有一批歷史學者很強調地理因素對人類歷史進程的影響。比如有歷史學家研究了為什麼以前領先的中國，到了近代，相對於西方的歷史領先地位不復存在了，這種東西大分流的原因就是氣候地理因素造成的。類似的説法有不少，您怎麼看待這些學説？

楊煜達：這是一個複雜的問題，我只能簡單説説自己的看法。

首先，任何一個社會，都存在於具體的地理環境之下。地理環境不可避免地會對社會產生影響。第二，我們聚焦於氣候，氣候是環境中最活躍的要素，對生產生活的影響顯著。特別是東亞的季風氣候，年際差異大，在農業上的表現就是俗話説的“旱一年、澇一年，正常一年”。這樣的情況自古以來就是常態。

事實上，氣候變化確實對中國一些重大歷史事件，如王朝更迭，產生了巨大的影響，學界研究最多的是明末的政權更迭。從氣候來看我們可以從兩個維度來理解：

一，當時是一個小冰期，氣候偏冷，導致了華北農業產量普遍的下降。

二，明末的大旱，促進了明末農民戰爭的發展，如果沒有河南的大旱，李自成不見得能夠翻盤。可以説氣候原因加速了明王朝的覆滅。這種自然的因素是客觀存在的，我們不能夠小看和否認。

河南大旱，李自成乘機率農民起義軍推翻了明朝的統治，圖為李自成雕像

但是我們也可以看到一些反例，比如明代成化年間在華北地區持續三年的大旱災。我們團隊研究過這次大旱。成化大旱對明王朝的影響是深遠的，這場災難對其基礎的社會制度產生了很大的衝擊，但後來也被政府化解，沒有像崇禎年間一樣引發政權的更迭。

明代初期，社會有很強的韌性，能夠抵禦環境變化給社會的衝擊。但是到明代末期，這種社會彈性，社會韌性已經喪失殆盡。此時面對大旱等自然災害，底層百姓流離失所，王朝政府便無力維持自身統治，加速走向滅亡。

另外從冷暖的角度來説，崇禎年間是小冰期，氣候是偏冷的。康熙朝比崇禎朝還要冷，但康熙時期國家發展可以説是蒸蒸日上。因此在討論氣候變化與歷史發展時，不能脱離社會現實本身。氣候變化只是作為一種外在因素對社會產生影響，但是我們不能認為重大歷史事件的發生是由地理因素決定的。

從更大的地理範圍看。有些西方的歷史學家認為近代“西升東降”的變化也是地理因素導致的。在傳統農業文明時期，中國的地理要素非常優越，地勢西高東低，地理空間相對隔絕，除了北部地區，少有陸上外患。中原和南方地區幅員遼闊，資源豐富。這樣的地理環境給予中華文明以較大的發展空間，可以實現自給自足，助推了中華文明的繁榮興盛。但這也使中國的大一統王朝在大航海時代趨於封閉，閉關鎖國。

西方文明的發源地則沒有如此良好的自然環境，其發展依賴貿易與殖民擴張，側重於向外探索。

從文明起源來看，地理環境確實在文明發展道路的選擇上有巨大影響，但在文明發展的過程中，這樣的影響不是絕對性的。近代的封閉守舊讓中國落後於世界，但是當中國醒過來的時候，我們很快就追上來了。改革開放後的這幾十年就是最生動的體現。

氣候變化的確對我們的社會有各種層面的衝擊，但是不能輕易地説社會的發展是由地理因素決定的。我們不能孤立看待問題，而是應以系統性的方式，將氣候變化放到整個社會歷史環境之下討論。進而我們得到的關於氣候變化對人類社會影響，地理因素對人類歷史進程影響的結論才更具科學性。

本文系觀察者網獨家稿件，文章內容純屬作者個人觀點，不代表平台觀點，未經授權，不得轉載，否則將追究法律責任。關注觀察者網微信guanchacn，每日閲讀趣味文章。