3.3.5　全新世气候变化

3.3.5　全新世气候变化

新仙女木事件结束后，地球进入了被称为全新世的间冰期。全新世是距离现今最近的一个地质时代，现在一般把11.5kaBP认为是全新世的开始。全新世气候变化与人类社会的发展有密切的关系，详细研究全新世的气候和环境的变化至关重要。全新世总体上属于温暖湿润的气候，冰期时繁盛的大陆冰盖消融，仅保留了格陵兰冰盖和各地高山冰川。

20世纪初人们认为全新世是恒定温暖的时期，后来才逐渐认识到全新世里也存在气候的冷暖变化。通常可以把全新世分为三个阶段:11.5～9.0kaBP为早全新世温度上升期，从9.0kaBP到6.0～5.0kaBP为全新世大暖期，从6.0～5.0kaBP到工业化前为温度下降期。竺可桢（1972）根据我国丰富的考古、方志和器测资料，绘制了中国5 000年的温度曲线，并与挪威雪线的变化进行比较（图3.23）。两条曲线记录了欧亚大陆全新世气候的两次较大波动:一次是公元前5 000年～公元前1 500年的全新世大暖期，当时气温比现在约高2℃以上；一次是15世纪以来的小冰期寒冷气候，当时气温比现在低1℃～2℃。气候的变化是全球性的，虽然世界各地最冷年份和最暖年份发生的年份不尽相同，但气候的冷暖起伏是前后呼应的。

中国地区有丰富的考古证据证明了全新世大暖期的存在（施雅风，1992）。距今7 000～3 000年前，有各种热带亚热带动物生存于比较高的纬度，而现在只能在热带找到这些动物。例如，河南淅川下王岗遗址中的象骨化石，属于仰韶文化早期，这说明大约距今6 000年前这一代有野象活动。又如，在下王岗遗址第九文化层中、河姆渡遗址第四文化层中，都有犀牛化石，说明距今3 000年前犀牛曾广泛分布在中国南北，其数量也相当可观。另外，有证据表明距今6 000年前扬子鳄在黄、淮流域均有活动的遗迹。大暖期之后，随着气候的变冷，这些动物活动的范围均有规律地南撤了。

图3.23　一万年来挪威雪线高度和近五千年来中国气温距平变化（竺可桢，1972）

通过更新的地质资料，人们发现不同地区全新世大暖期的出现时间是不一致的（图3.24）。在北大西洋及其邻近极区，夏季温度最高值出现在早全新世；北半球中纬度海表温度在早—中全新世高，以后持续下降；靠近北美及北欧冰盖的地区，最暖时间推迟到7～5kaBP；赤道西北太平洋、中国、新西兰、南非及南极也有暖期出现较早的证据。

图3.24　全新世大暖期的出现时期（王绍武，2011）

全新世气候的一个重要特征是早期气候湿润，中期以后较为干旱。其中变化最突出的就是非洲撒哈拉地区。在5.5～5.0kaBP之前撒哈拉地区并不像现代是年降水量极小、有的地方降水量为零的大沙漠。那时有真正的湖泊与植被，河水中有鳄鱼、河马，被称为绿色的撒哈拉。非洲湿润期的持续时间可能在14.8～5.5kaBP，是地球气候对因岁差变化造成的北半球夏季太阳辐射增强的反映。

大约在6kaBP以后，全新世气候进入了第三个阶段。此时，北美大陆上的冰盖已经完全融化了。全球的气候变化既有一致的大趋势，又具有鲜明的区域特征（图3.25）。北半球高纬地区温度几乎是直线下降的，随着夏季温度的下降生长季长度缩短，泛斯堪的纳维亚树线也南退；北半球中纬度地区，包括北美、北欧及中欧的温度都有下降的趋势，但降温幅度低于极区，受季风影响的北美南部、地中海和中国有变干的趋势；中美洲，非洲，亚洲西南、南及东部受北半球季风影响地区在中全新世普遍干旱；南半球副热带与热带的温度记录不多，但都表明温度有下降的趋势；南美洲中纬度7.7～5.3kaBP干旱，以后降水逐步增加，南非、澳大利亚及太平洋岛屿的记录则显示气候变化不大；南极温度下降，但不同资料显示的降温幅度相差较大。

全新世的第三个阶段对近千年气候变化的研究具有重要意义，因为这是研究现代气候变暖的背景。最主要的气候事件是发生在约AD（公元）900～1300年的中世纪暖期和AD 1300～1900年的小冰期。相当多的地区在中世纪暖期时气候温暖，在小冰期时气候寒冷。中国的中世纪暖期及小冰期也是比较明显的，而且构成了近千年气候变化的主要特征。但中国东部和西部有明显的不同:中国东部在AD 1000～1300年之间大多有一个气温超过近千年平均的暖期，短的30～50年，长的可达百年以上，大部分距平在0.3℃～0.5℃，有的达到1℃以上。东部小冰期集中在1600～1690年代和1780～1870年代两个时段。中国西部在AD 1000～1300年之间没有明显的暖期，小冰期在西部也不突出，或时间不集中。

全新世存在千年尺度的气候振荡。海洋沉积的证据表明，全新世大西洋发生了8次冷事件，时间在距今1.4，2.8，4.3，5.9，8.2，9.5，10.3和11.1千年之前，编号由近及远从1到8（Bond等，1997）。后来发现小冰期气候特征与之类似，编号为0。这样全新世就有9次冷事件。全新世以暖为主，因此，用冷事件来表征千年尺度气候振荡。在大西洋之外，人们也发现了许多证据，证明发生冷事件时北半球不少地区的气候均有反映，特别是亚非季风区夏季降水减少。而石笋、冰芯和树木年轮记录的近一千年来从中世纪暖期到小冰期再到现代气候变暖体现了气候在百年尺度上的变化。

由末次冰期向全新世间冰期的转变，大约与地球轨道要素的10万年周期有关，这时长度在2万年左右的岁差开始发挥作用。全新世开始，北半球高纬度地区夏季接受到的太阳辐射多，冬季虽然接受到的太阳辐射少，但是由于气候系统内部的反馈过程（如植被的作用），使得年平均温度升高。

全新世是人类文明快速发展的时期。大约1万年前，狩猎采集者中的一部分开始农耕，驯养绵羊、山羊和其他动物，人类进入了农业文明时代。农业导致了人类食物来源的根本性变化，人类得到了前所未有的发展。中国东部水稻的开发最早可能在新仙女木事件时，约7kaBP中美洲开始种植玉米，秘鲁开始种植大豆。在农业文明出现后的8 000年中，世界上大多数地区转向食物生产。食物生产使得更复杂的文明社会形态的出现成为可能，最终导致了工业文明的诞生。