杨煜达：全球极端天气更频繁了吗? 千年极端旱涝的研究发现了一点

夏天到了，一年一度的高温天又开始困扰北半球。根据报道，在过去24小时内，印度奥里萨邦至少有45人死于可能与炎热有关的疾病。截至目前，印度全国因炎热死亡人数上升至211人。

在菲律宾，至少有30个城市的热指数达到了42摄氏度甚至更高的危险水平，将近6700所学校停课。

在孟加拉国，当地气象局表示，过去一周首都达卡平均最高气温与过去30年同期的平均气温相比，高出了4摄氏度到5摄氏度。

在中国，广西新一轮强降雨已致2万多人受灾，紧急转移安置138人。

根据美国国家环境信息中心最新发布的数据，在2024年的前4个月里，全球气温创下175年来同期新高。在全球气候变暖成为国际重大议题的当下，极端气候频繁了吗？中国极端旱涝在千年尺度呈现出怎样的时空演变规律？近二十年来中国出现的南方雪灾、城市雨涝等极端天气事件，又给了我们什么启示？

近日，复旦大学中国历史地理研究所杨煜达教授团队历时十余年编绘的《中国千年区域极端旱涝地图集》（简称《地图集》）正式发布。作为我国第一部全国性的以极端旱涝气候为主题的历史地图集，《地图集》分区域识别公元1000年以来发生概率为10%（即“十年一遇”）的极端旱涝事件，将其表达在地图上。在千年尺度上，实现了区域极端旱涝事件的均一识别，收录旱涝数据达12万余条，绘制极端旱涝年份图达433幅。

这本横跨千年全国七大区域124个站点的极端旱涝地图集，为我国防汛抗旱、应急管理、农林牧渔，基础设施建设等领域的前瞻性研判，提供了重要的信息基础支撑。

杨煜达教授在发布会上

《中国千年区域极端旱涝地图集》一书出版后，观察者网编辑与杨煜达教授就读者关心的热点问题进行了交流。

13年、 多个国家基金支持、近40名科研工作者的努力

观察者网：我们对这套书的第一印象是，编纂难度会非常大，您能否讲一讲当时这个浩大工程是怎么立项的？

**杨煜达：**这本地图集的编纂是花费了十几年，在多个基金项目的持续支持下完成的。

我 2010 年拿到了全国优秀博士论文奖项。这个奖项教育部提供一个项目资助，我和邹逸麟先生、满志敏老师讨论后决定选择极端气候为主攻方向。2011年底我开始组织团队做这个题目。

2014年，我们就发表了《历史时期极端气候事件的甄别方法研究——以西北千年极端旱灾序列为例》一文，这篇文章确定了分区域精准识别到千年尺度的办法，也确定了我们以极端旱涝气候为主题的研究终极表达方式是地图。自此开始推进编图的工作。

2016 年-2020年，我获得了教育部人文社科重点研究基地重大项目“过去千年中国区域极端气候事件与中华文明时空进程”的支持，并参与了国家气候中心任国玉教授牵头的“全球变化研究与应对”研究项目“小冰期以来东亚季风区极端气候变化及机制研究”的工作。

在这些项目的支持下，到 2020年项目结项的时候，我们初步编成了《中国千年区域极端旱涝地图集》。当时开始准备出版事宜，但是地图编辑与出版的费用很高。后来是复旦大学张人禾副校长将其列入到中国科学院学部咨询评议项目，支持了这本图集的出版。

2022年，我们又申请到了国家社科基金的重大项目《2000 年来中国重大灾害性气候事件应对及社会应对机制研究》的支持，完成了《地图集》的后期制作工作。

最终在国家项目支持和团队共同努力下，我们圆满完成了图集的编纂和出版工作。

观察者网：这种极端旱涝研究，之前有以地图为形式的成果吗？

**杨煜达：**极端旱涝地图集没有，但是常态的旱涝地图集有，比如1981年出版的《中国近五百年旱涝分布图集》（简称《五百年图集》）。

大家都知道，竺可桢先生1972 年发表了《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，为中国气候变化的研究建立了一个科学基础。影响气候的要素有很多，最重要的是干湿和冷暖两大要素。竺先生的文章主要讨论的是冷暖。

我们的地图集的旱涝定级上，实际上是沿用了《五百年图集》中的评级方法。即把全国分成若干个站点，根据史料给每个站点的旱涝情况做评级，最终得出连续的旱涝数据。并根据大致相同的概率密度进行筛选，构建了正史体系与方志体系史料间，以及与器测资料可以比较的平台。

我们采用的旱涝五级评定法，即1级涝、2级偏涝、3级正常、4级偏旱、5级旱，就是《五百年图集》编著时确立的。当时全国搞旱涝会战，要通过收集过去的旱涝数据，搞清楚旱涝变化的规律，来预测未来可能出现的极端天气。《五百年图集》就是为了适应国家在农业上的重大需求而编纂的。

当时对于史料中的旱涝记载，如何评定，讨论的很多。最后提出这个方法的是保定市地区气象局的汤仲鑫先生，他以保定地区为例，提出了一套可行的根据史料评定旱涝情况的评级方法，并为《五百年图集》的编绘者所采用。论文是后来才在1979 年发表的。

观察者网：难以想象，古人给我留下来蛛丝马迹的文献资料可以让您和团队做这么精细的史料梳理。您在文献中提到了《中国三千年气象记录总集》、《中国历史大洪水调查资料汇编》等资料成为了你们研究的重要起点，在此基础上你们做了哪些开创性的工作？

**杨煜达：**从地图制作的角度来说，《五百年图集》的方法，为我们编纂这套地图集提供了很多有用的方法，比如前面提到的定级方法。但是我们所做的研究也有许多不同：

一、主题不一样。《五百年图集》主题是逐年的旱涝情况，反应的是旱涝的常态化变化；《地图集》的主题是极端旱涝。

1518年全国出现大面积极端旱涝现象，深橙色为5级旱，深蓝色为1级涝

二、在旱涝的定级方式上，我们对124个站点的空间范围进行了划定，并利用了历史地理学中沿革地理的最新研究成果，给出了124个具体站点的历史沿革。这样历史资料的空间属性可以更为明确，处理的数据空间代表性也更确定，质量更好。

三、《地图集》不仅在1000-1469年间新增了11312个站点有效旱涝数据，同时在1470-1949年与《五百年图集》相同的120个站点新增了5459个有效旱涝数据。

1981年出版《五百年图集》的时候，很多历史文献都还没有整理。如今学术界对各种历史资料的整理日趋完善，各种专题史料集、地方志不断地出现，这为我们的工作提供了丰富的史料基础和数据来源。

比如由国家气象中心张德二先生主编的《中国三千年气象记录总集》，查阅了多达8432种古籍，实际采摘引用达7930种，其中关于地方志的资料尤其全面，是我们重要的基础资料。

同时我们自己也在不断地发掘和整理资料，1990 年代初开始至今，复旦大学中国历史地理研究所的满志敏老师动员所里的老师做了3 万多张卡片，收录了宋元以前的资料中和气象灾害、气候有关的描述。

复旦大学史地所老师们手抄的气候史料卡片，此处记录了王莽末年的旱灾和蝗灾，及由此造成的农业欠收和东汉初期百姓饥馑惨状

如今我们的团队一直也在日记史料中查寻相关记录，建立史料数据库。我们已经查阅了现有的上千种日记史料，其中有 300 多种是有天气记录的，将这些信息汇总做成了数据库。这些资料都是我们编图的基础。

同时我们也利用了大量的明清《实录》、档案等相关资料。近年来整理的清代档案中的专题灾害史料是比较多的，如《清代黄河流域洪涝档案史料》等等。我们自己也直接查阅了《上谕档》等。中国官方记载中此类有关气候的记录蛮多的，与气候紧密关联也是中国文献的一个特点。

另外，在极端旱涝灾害的地图表现上，我们利用划定的站点空间，新增加了站点分层设色的表达，还延续了《五百年图集》旱涝等值线的表达方法。采用了径向基函数（RBF）插值法对站点空间数据进行计算生成等值线，并在计算过程中，采用了站点区域中心法，这样不仅更符合历史记载的情况。且让地图更为直观、更易于让人理解和使用。

因此，《地图集》建立在更丰富的历史资料和更科学准确的定级方法上，所以我们的图集质量相比前人的成果有了较大提高。这也反映了我们学术的进步和时代的发展。

1470年为什么成为一个重要历史节点？

观察者网：《地图集》对1470年之后的极端天气实现了均一识别；中国气象局气象科学研究院《中国近五百年旱涝分布图集》也是从1470年（明宪宗成化六年）开始，为什么是这个年份？这跟当时的历史背景有什么联系吗？

杨煜达：我们现在的文献资料里面有几个大的资料系统。其一是正史，正史资料比如宋史、元史、明史、清史稿，对旱涝的记录比较稳定。

另外一类资料就是方志资料，方志资料的突出特点是它可以和一个具体的地点捆绑起来，也就是说它的时空信息非常清楚。比如在方志资料里记载着“ 成化十六年（1480 年）凤翔（宝鸡）大旱”，正史里面可能会写 “成化十六年 陕西大旱”，方志资料的空间信息更加具体。

还有另外一些资料系统比如档案和日记。档案和日记资料很有价值，但是档案和日记太具体和琐碎。我们需要的信息是一个具体季节的大体判断，但是日记记录的是一个很小的地点，这种信息虽说看起来更具体，但是很难反应整个地区的情况。相对我们的工作来说，它反倒没有那么好用。我们主要利用的方志资料，在明代才大规模地出现。

1470年这个年份是 《五百年图集》的编纂者研究了大量史料之后总结出来的。我们把所有的数据做了突变分析，得出的情况基本是一致的，即1470 年左右是方志资料一个非常重要的突变节点，1470 年之前各个区域的方志都比较少，1470 年以后有明显的增加。

观察者网：从历史的角度上看，为什么这一时期方志数量激增？

**杨煜达：**明代建立之初就很提倡修方志，但是有几种限制因素。一是提倡得不到落实，按照明朝要求方志要 20 年、 30 年修一次，但是实际上能保证这种修制频率的县少之又少，大部分的县是一两百年，两三百年才修一次。

二是明早期的方志存留较少。因此保留至今的多半是明中期和晚期的方志，其记录的信息就常常在明朝中期的转折这一段。

我们甄别极端事件的方法，利用了两个点。一是文献资料的特征，中国文献记录旱涝有一个非常显著的特征。我们叫“记异不记常”，有异常才记录，正常情况不记录。

二是，早期历史会淘汰掉很多信息。有些记录只有两、三个字，但越早保留下来的灾害信息可能越严重。那些不严重的灾害很可能在历史长河中被遗忘了。因此，尽管早期历史资料的保留率很低，但是我们也相信它保留了大量的1级和5级的极端情况。按照旱涝的 5 级划分，其分布应该符合正态分布。但是实际我们根据数据发现，有记载的旱涝灾害， 1级和5级的极端情况最多，3 级没有什么记载，呈现双峰型。这样，根据文献资料的特征我们可以鉴别一个站点的旱涝级别。

观察者网：《地图集》分区域识别了十年一遇的极端旱涝灾害。为什么联合国将极端天气的概率统一定为10%，全球各个地方无差别的极端天气都是十年一遇？

**杨煜达：**实际上“极端”有很多种不同的表现形式，有天气的极端，有气候的极端。常见的定义方式是绝对阈值法，比如极端天气——24小时降水量为50毫米以上的强降雨称为“暴雨”。另外一种则是按照发生概率来确定的，比如常说的“十年一遇”，“百年一遇”。这种就被称为百分比阈值法。

我们采用的后者，即百分比取阈值法，来研究极端气候，以年为单位，最厉害的10%，即发生的概率是10%，我们界定为极端的旱涝事件。

50年一遇的气候，发生概率就是2%，百年一遇的，发生概率就是1%。达到10%（即十年一遇），就可以被视为是极端的。这是判断极端气候最基本的标准。按这个标准来排，我们可以进行跨资料系统的极端天气比较。

中国一穷二白的时候就开始整理气象记录

观察者网：这本图集的编纂，是一个横跨历史、地理、气象、水利、农业等领域的跨学科研究。《地图集》的主要利用资料包括了《中国降水资料》，这本书收集了1950年前中国 1181个台站的降水资料。也就是说早在解放前，中国的气象站点已经建立了1181个了；另一处写道1870年之后中国出现了现代器测资料，这应该是近代“西学东渐”的结果，可否请您简单介绍下我们国家古代到近代气象领域的发展情况？

**杨煜达：**中国古代是一个农业社会，所以非常重视降水和气候灾害，自古以来中国人便对气象有了很多研究，也总结出许多规律，比如说二十四节气和农历。实际上中国的“农历”不是简单的阴历，而是阴阳合历，阴历是根据月相圆缺变化的周期制定的，但农业是以年为周期的，所以农历是阴阳合历。

所谓的现代观测确实是从西方传过来的，但中国古代也有自己的一套天气观测记录体系，比如清代的“雨雪分寸”——就是地方给中央汇报降水情况的一种方式。

标准的州县“雨雪分寸”上报格式包括三个要素: 具体地点（县份），阴晴雨雪逐日天气记录、以及降雨(雪) 量的多寡。与现代的降水量测定标准不同，雨雪分寸要测量雪堆在地上的厚度，雨入土有几分。中科院地理所总共整理了 40 多万件奏报雨雪的奏折，这对研究中国古代气候是非常宝贵的。

北京故宫里面还有专门记载天气情况的《晴雨录》，这些资料都保存了下来。不光北京有，扬州、杭州、苏州、南京，有织造府的地方就有《晴雨录》。直到嘉庆皇帝上台后，织造府记录晴雨的制度才停了，但故宫中的记录一直延续到清代灭亡。

下多大的雨？入土几分？这实际上是一种经验值。下了雨之后，县衙的师爷就会判断，入土三分，是小雨；入土三寸，是中雨；入土八寸，入土一尺，这是滂沱大雨。尤其这种逐日的记录是非常有价值的。

在中国，最早用现代西方的方式测量气象是18 世纪俄罗斯使团在北京西什库教堂保存的一些记录，这份记录连续性没有这么好，但是也有将近 200 多年的时间。现在比较有名的中国近代气象记录是从1870开始的上海徐家汇天文台的记录，这是中国近代连续性最好的气象记录，一直延续到现在。

新中国成立前的一千多个台站的降水资料，实际上是上海、广州等口岸海关的观测记录。再有就是零零星星的传教士在教堂做的气象记录，欧洲的领事馆有记录等等，这样的数据一般比较简单。

民国时期，一些地方政府和个人开始重视气象记录，也逐步建立有气象站。比如昆明有一个人叫陈一得，自己在家里面搞了一个气象站，还出了一个杂志来发布他的观测记录。

建国后，我们国家立即对中国已有的气象记录资料进行整理和保存，在当时一穷二白的情况下，国家领导人能有这样的意识，这一点令人佩服。1958 年后全国各个县都设立了气象站，进行大规模的系统性观测。这便是近代以来，中国气象监测和记录发展的大致路径。

千年尺度来看，极端气候更频繁了吗？

观察者网：这些年大家都在担心全球变暖问题。从你们研究的数据看，在千年这么长的时间跨度上，中国的极端天气是不是更加频繁了？

**杨煜达：**首先我们要区分极端天气和极端气候，极端天气事件是小尺度短时间的，比如郑州的暴雨事件就是极端天气事件。极端气候事件是以年为单位的，比如长时间的旱涝灾害。

从小尺度来看，全球变暖以后，地面水分蒸发会增大，这可能会使得降水增多。但是从大尺度的变化来看，降水的增加没有这么明显。从历史的角度考虑，最近这 50 、70 年在中国历史时期上不是极端旱涝最多的几十年。

但是可以说，最近几十年，发生旱涝的频率是偏多的。我们还需要对收集到的数据进一步分析，才能准确回答全球变暖和极端气候之间关系的问题。

相比于古代社会，近代科学技术在重塑了人类社会的同时，也让人类与自然的关系更加复杂，只能说全球变暖让人们越来越重视天气和气候对社会生活的影响。

2008年南方雪灾，国家电网的工作者正在抢修

以2008 年南方的雪灾为例。如果只从气温，降水等量化指标考虑，那一年的雨雪不能算是最极端的。但为什么2008年的低温、雨雪、冻害造成了那么大的损失？是因为我们整个社会高度依赖电力、大规模的高压输电线建设，铁路也进入了电气化时代。在这种情况下，南部地区的电力系统在建设时没有考虑到极端气候下的降雪可能对输电系统造成的影响，所以，当时在面对雪灾时发生了大规模停电，铁路停运，春运受阻，最终造成了严重的社会危害。

这些自然灾害说明，科技支撑下的现代社会，在面对自然变化时凸显了自身的脆弱性。在社会发展的不同阶段，人和自然的关系也在不断地调整和变化，在这之中会不断涌现出各种各样的问题，需要人们在把握自然规律的基础上及时调和矛盾，与自然和谐共生。

观察者网：回到我们所处的上海，上海位于长江中下游的最东南端，近30年来，只有1992和2003有过标记为5的极端旱天气；即便是夏天常见的台风灾害天气，也有这些年网络上流行的上海“结界”一说。从上海的角度看，极端天气似乎没有更频繁发生，是这样吗？如何分析背后的原因？

**杨煜达：**这个我也注意到了，我刚来上海几年，上海报了两次台风，提前通知学校放假，结果台风都没来。气象局预报有台风，市政府做出放假的决策是下了很大的决心的。工厂生产，商业停止一天要损失很多营收，但是保障民众的生命安全自然是第一位的。

在有可以24 小时追踪台风的气象卫星之前，台风的行动轨迹是很难追踪和预测的。对于台风这种大尺度的天气系统，我们还有很多不清楚的东西。对台风行动路径的预报，也只能按概率来推断。

上海非常重视对台风的研究，在上海气象局就有专门的人员研究，测算台风中心到达、通过上海的概率。并根据风险等级发布台风预警，但是预报肯定是没办法能做到百分百准确的。尽管有 90% 的可能性说台风要来上海，但是最后我们遇到的可能是那10%。不过这比遭遇台风袭击后出现人员伤亡要好很多。

不只是台风的预报，所有的天气预报都是非常困难的，随着观测和预测水平的提高，目前24小时内短期天气预报的准确都能达到百分之八九十。但是预测一个月以后的天气这样的超长期天气预报，准确度就不高。

了解气候变化机制，合理预测未来气候天气状况，是我们研究的目标，也是所有的气候工作者都希望能实现的。我们现在做的所有工作都是为实现这个目标而添砖加瓦，这有利于全人类的共同利益。

在历史时期，比如说 500 年前，气候受人类活动干预很小，极端气候事件的出现主要受自然影响。现代的所有极端气候事件，都是自然因素和人类活动因素叠加的结果更为复杂。

以华北为例，华北的极端干旱气候最近几十年是较多的，但是不能算是最严重的时期，历史上极端干旱气候最多的时期应该是 1921- 1970 年这一段，其次是 1471- 1520 年这一段。明朝末年极端干旱气候同样很严重。最近 50 年长江中下游的涝灾比较多，但是历史上涝灾最严重的还是1921-1970这 50 年。

最近几十年的极端旱涝气候频率高于平均水平，但并不是历史上旱涝极端气候最多的时期。图中为华北和长江中下游的极端旱涝次数，红色为极端旱次数，蓝色为极端涝次数。图拍摄自《中国千年区域极端旱涝地图集》

整体来说，最近这几十年的极端旱涝气候频率是高于平均水平的，旱涝灾害总体较多的，但并不是历史上旱涝极端气候最多的时期。通过历史与现代的对比，我们可以看出自然因素在极端气候的产生上有重大影响，我们更需要警惕自然因素和人为因素的叠加可能导致的严重后果。

气候因素多大程度上影响人类历史进程？

**观察者网：**根据《地图集》我粗略摘选了历史上的极端旱涝时期。以上海为例，能够发现极端气候与历史重大事件有一定的重合。让我想起，这些年有一批历史学者很强调地理因素对人类历史进程的影响。比如有历史学家研究了为什么以前领先的中国，到了近代，相对于西方的历史领先地位不复存在了，这种东西大分流的原因就是气候地理因素造成的。类似的说法有不少，您怎么看待这些学说？

杨煜达：这是一个复杂的问题，我只能简单说说自己的看法。

首先，任何一个社会，都存在于具体的地理环境之下。地理环境不可避免地会对社会产生影响。第二，我们聚焦于气候，气候是环境中最活跃的要素，对生产生活的影响显著。特别是东亚的季风气候，年际差异大，在农业上的表现就是俗话说的“旱一年、涝一年，正常一年”。这样的情况自古以来就是常态。

事实上，气候变化确实对中国一些重大历史事件，如王朝更迭，产生了巨大的影响，学界研究最多的是明末的政权更迭。从气候来看我们可以从两个维度来理解：

一，当时是一个小冰期，气候偏冷，导致了华北农业产量普遍的下降。

二，明末的大旱，促进了明末农民战争的发展，如果没有河南的大旱，李自成不见得能够翻盘。可以说气候原因加速了明王朝的覆灭。这种自然的因素是客观存在的，我们不能够小看和否认。

河南大旱，李自成乘机率农民起义军推翻了明朝的统治，图为李自成雕像

但是我们也可以看到一些反例，比如明代成化年间在华北地区持续三年的大旱灾。我们团队研究过这次大旱。成化大旱对明王朝的影响是深远的，这场灾难对其基础的社会制度产生了很大的冲击，但后来也被政府化解，没有像崇祯年间一样引发政权的更迭。

明代初期，社会有很强的韧性，能够抵御环境变化给社会的冲击。但是到明代末期，这种社会弹性，社会韧性已经丧失殆尽。此时面对大旱等自然灾害，底层百姓流离失所，王朝政府便无力维持自身统治，加速走向灭亡。

另外从冷暖的角度来说，崇祯年间是小冰期，气候是偏冷的。康熙朝比崇祯朝还要冷，但康熙时期国家发展可以说是蒸蒸日上。因此在讨论气候变化与历史发展时，不能脱离社会现实本身。气候变化只是作为一种外在因素对社会产生影响，但是我们不能认为重大历史事件的发生是由地理因素决定的。

从更大的地理范围看。有些西方的历史学家认为近代“西升东降”的变化也是地理因素导致的。在传统农业文明时期，中国的地理要素非常优越，地势西高东低，地理空间相对隔绝，除了北部地区，少有陆上外患。中原和南方地区幅员辽阔，资源丰富。这样的地理环境给予中华文明以较大的发展空间，可以实现自给自足，助推了中华文明的繁荣兴盛。但这也使中国的大一统王朝在大航海时代趋于封闭，闭关锁国。

西方文明的发源地则没有如此良好的自然环境，其发展依赖贸易与殖民扩张，侧重于向外探索。

从文明起源来看，地理环境确实在文明发展道路的选择上有巨大影响，但在文明发展的过程中，这样的影响不是绝对性的。近代的封闭守旧让中国落后于世界，但是当中国醒过来的时候，我们很快就追上来了。改革开放后的这几十年就是最生动的体现。

气候变化的确对我们的社会有各种层面的冲击，但是不能轻易地说社会的发展是由地理因素决定的。我们不能孤立看待问题，而是应以系统性的方式，将气候变化放到整个社会历史环境之下讨论。进而我们得到的关于气候变化对人类社会影响，地理因素对人类历史进程影响的结论才更具科学性。

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