我国历史文献中有极为丰富的有关当时气候的文字记载,因此,研究中国历史气侯变化最重要的是历史文献记载的研究方法。历史文献气候记载的研究包括如何收集气候资料、分析资料的可先辈性以及消除影响资料可靠性的种种因素, 最后经过适当的统计处理, 取得均一的某一气候要素的序列,来推测气候的变化。
  

1 历史气候资源的收集方法

我国历史气候史料的丰富是世界各国都不能企及的。龚高法等认为, 它的来源包括四个方面:①系统的观测资料;②水、旱、霜、雪、雹等异常气象记载;③各种自然地理因子的记载;④物候、生物分布和农事等记载。第一类资源从天气日记、雨量观测记录、雨雪分寸记录和晴雨录中去收集;第二类从二十四史、诗文集、地方志和类书中收集;第三类从笔记、游记、地理书和类书中收集; 第四类从历书、古农书和医书中去收集。
  

2 历史气候资料的可靠性分析方法

满志敏、葛全胜等认为, 官方组织的有关气候信息记载比较可靠, 私人笔记、游记等的气候记载最为可靠,方志的可靠性程度要低些[1]。在历史气候记载形成有用的气候资料前, 要对流传、使用中出现的时间、地点和事件的错误进行校订, 采用以下四条原则[2]。
  

①原始优先。历史气候记载中错误的部分原因产生于流传过程, 因此运用较原始的资料尽可能避免这类错误。

②校勘优先。即优先使用经过多次校勘的史料。

③价值优先。因作者水平、收集资料能力,社会地位不同,记载的可信程度,即史料价值不同。

④互相参照。
  

张丕远、王铮等认为,除以上原则外,订正历史气候记载中的错误,还应遵循以下几点规律。
  

①独立来源复合原理。即不仅仅依赖于一个证据,而且依赖于多种证据,这些证据的生成还应具有一定的独立性。

②进化迟缓原理。由于生物进化是迟缓的, 短期内生物种的南退、北上意味着气候的变化。

③ 记录相对性原理。在旱涝等记录中, 不同时期、不同地域的气感觉记录存在差异。
   ④生境差异性原理。由于人类活动与自然地理地域分异,造成同一地区内生存环境的显著差异。

另外, 龚高法等还提出总体分析、合理性分析和对比分析法等三条订正错误的方法[3]。

3 历史气候文献资料的数字化处理方法利用历史文献资料研究气候变化时,在对每条记录的可靠性审核之后, 最关键的问题是如何把定性的记录转化为定量的气候参数系列,并消除人为因素的影响,建立均一的气候要素序列。
  

3 。 1 历史旱涝资料的量化方法

①湿润指数法。这种方法是从概率统计观点出发, 把所研究地区在某个时期内的若干府、州(县)发生的水旱次数看作事件的总体,而把收集到的水旱记录次数看作总体的样本。历史资料本身的漏记、断缺、散失情况是随机的。
  因此统计所得的水旱灾害比值看作总体的水旱比值的统计值。计算公式如下:

苏海洋:利用历史文献研究历史气候变化的方法式中I 为湿润指数,它介于0 至2 之间;F 为某地区某年的水灾次数;D 为相应的旱灾次数。

②旱涝等级法[4]。
  依据气候特点、河流流域及历史沿革等因素将全国分为若干个区(前1500 年63 个站点,后500 年120 个站点),分区统计旱涝等级,将前1500 年旱涝状况分成5 级,(1～5)级依次为旱、偏旱、正常、偏涝、涝。后500 年定级次序相反,在计算旱、涝指数时1,5 级互换,2,4 级互换。
  由于前1500 年旱涝等级资料在时间与空间上具有不均匀性,因此必须通过校正,才能建立2000 年旱涝序列。

3 。 2 寒暖史料量化方法

寒暖史料参数化方法主要适用于对近500 年冷暖的研究,前1500 年由于资料过于稀少,同时,资料分布不均匀,用生物分布界线法、物候法、自然地理界线法为宜。
  

①寒暖年数统计。这种方法是以某一时期内寒冬(或暖冬)出现年数指标建立参数序列。

②冬温指数法。在我国五百年冬季气候寒暖变化研究中提出这一方法[5]。后来有人恢复重建了太湖流域南宋以来温度指数序列(1100～1980)[6]。这种方法根据划定区域冬季气候特点和历史记载确定寒暖年份。
  然后计算冬温指数。其经验公式为: 苏海洋:利用历史文献研究历史气候变化的方法式中Ti 为冬温指数;n1 为10 年中寒冬出现年数;n2 为10 年中暖冬出现年数;0。3 为经验系数。冬温指数法无法消除因史料记载不均匀引起的冬温指数序列的不均一性。
  

3 。 3 系统观测资料的量化处理

对于天气日记、《晴雨录》、《雨雪分寸表》等系统观测资料, 也需要经过一定的统计处理,方能适用于研究寒暖或湿润状况的变化。

①降雪率方法。是根据降雪率推算冬季雨水充沛的亚热带地区温度值的方法,这种方法先推算出研究地区冬季平均降雪率, 再根据现代气象记录计算降雪率与相应月份平均温度之间的关系数。
  最后计算出降雪率与平均气温之间的经验公式。这样, 把历史时期某段时间内的降雪率代入其中, 就可以推算出该段时间内该区冬季平均温度。

②雨量的推算方法。古代的一些系统记录往往只有雨时记载,没有雨量记载,所以不能同现代雨量记录连接起来。对于某些可靠的雨时记录,可以用数理统计方法换算成相应的雨量。
  其换算公式如下: 苏海洋:利用历史文献研究历史气候变化的方法式中R 为各月降水时数与降水量之间的复相关系数;A0 为常数项;A1 和A2 为回归系数;T1 为微雨(或微雪)时数;T2 为雨(或雪)时数。

③降水量反演方法[7]。这种方法正好适合于《雨雪分寸》这种资料的特点。
  其计算公式为:

苏海洋:利用历史文献研究历史气候变化的方法式中P 为降雨量;F 为入渗量,可根据降水入渗深度,土壤容重,水的比重,田间持水量,前期土壤含水量5 项指标求得;β为入渗系数, 苏海洋:利用历史文献研究历史气候变化的方法

计算出每次降水的入渗量, 把入渗量累加成月入渗量值,再利用每个站点1951年～1991 年各月份降水量与之相比,就可以得到每个站点各月份的多年入渗系数β值。
  用求得的入渗量与入渗系数相比, 就可以反算出各站点每年的降水量。最后利用资料补插法与降雪量和降水量的转换,可以建立完整的降水量序列。

利用量化技术重建的历史气候序列,还不能恢复历史时期的气候情形。要恢复历史气候演化情景,还必须借助于历史气候的恢复和重建技术。
  

参考文献

[1] 张丕远。中国历史气候变化研究[M]。济南:山东科学技术出版社,1996:219～224。

[2] 张丕远。中国历史气候变化[M]。济南:山东科学技术出版社,1996:224～226。

[3] 龚高法,张丕远,吴祥定,张瑾瑢。
  历史时期气候变化研究方法[M]。北京:科学出版社,1983:33～44。

[4] 张丕远。中国历史气候变化[M]。济南:山东科学技术出版社,1996:228～229。

[5] 张德二。
  中国南部近500 年冬季温度变化的若干特征。科学通报[J]。1980(6)。

[6] 张丕远。中国历史气候变化[M]。济南:山东科学技术出版社,1996,235。

[7] 张丕远。中国历史气候变化[M]。济南:山东科学技术出版社,1996:261～262。
  

收集整理史料中关于当时天气气候变化的主要记载