如今,要想知道某個地方的天氣情況,只需要打開天氣軟件,查一查就知道。假如我們想知道古時候的天氣,比如恐龍時代的天氣是什么樣的,該怎么做呢?
讓我們一起去看看這些稀奇古怪的氣候檔案吧!
個人日記
日記也能成為氣候記錄?請看我國著名氣象學家竺可楨的日記:
1937年4月17日 星期六
晴佳。晚雨。晨17℃。校中山梅花初盛,薔薇、木筆落英繽紛,郁香全謝,碧桃亦萎,繡球花尚未變白,惟徐曙吟處已盛開。
竺可楨在日記中記載了豐富的天氣、物候情況,比如今天天氣如何、溫度多少、濕度怎樣,什么時候桃樹開花了、柳樹長葉了、燕子飛來了,從1936年1月1日到他去世的前一天,總計38年零37天,沒有一天中斷。
類似的日記有很多,比如“清末四大日記”之一的《翁同龢日記》,其中有數(shù)十年的詳細天氣情況記錄。這些名人日記都是氣象研究的可靠檔案。
除了名人日記外,各類地方縣志、歷史古籍等,都保存了豐富的氣象資料。
注釋1:
竺可楨日記大意:天氣晴好,晚上下雨,早晨氣溫17攝氏度。浙江大學的山梅花剛開始繁盛,薔薇花、紫玉蘭花瓣飄落,郁金香和碧桃花全部凋謝了,繡球花還沒有變白,只有徐曙吟住處附近的盛開了。
注釋2:
翁同龢(hé),清末著名的政治家、書法家、收藏家。
蝙蝠糞便
蝙蝠便便也能當氣候檔案?原來,在一些地方的洞穴里生活著大量蝙蝠,它們喜歡聚集在一起,沒有特殊情況,這些蝙蝠的后代就不會挪窩,因此蝙蝠們可能幾百年甚至幾千年都生活在同一個洞穴中。2010年,美國科學家曾找到一個蝙蝠洞,里面有將近1米厚、約8100年歷史的蝙蝠糞便。
蝙蝠糞便有什么用呢?有些蝙蝠喜歡吃水果和花蜜,那些黏在它們身上的花粉會掉到糞堆上,從而被保存下來。根據(jù)花粉的種類和數(shù)量,研究人員可以推測當?shù)毓艜r候的植被種類,進而推測適合這些植物生長的氣候環(huán)境是什么樣的。科學家還能從便便中含有的氮的同位素情dWABtbjU/8a2InZeGB2Wsw==況,分析判斷古時候是否雨水充足。
除此之外,企鵝等群居動物的便便也可以被用于進行類似研究。比如科學家在南極挖到一段67.5厘米長的企鵝糞便,分析認為南極氣候經(jīng)歷過4次冷暖變化。
樹木年輪
鋸開一棵樹,你會在樹樁上看到一圈一圈同心的圓形紋路,這就是樹木的年輪。年輪是如何形成的呢?春天來臨,樹木快速生長,細胞體積大、數(shù)量多、顏色淺;到了秋天,樹木生長緩慢,細胞體積小、數(shù)量少、細胞壁厚、顏色深。就這樣,一圈一圈的年輪形成了。
年輪是氣候的忠實記錄者。樹木漫長的一生中,會經(jīng)歷各種各樣的天氣:在溫暖潮濕的年份,樹木長得快,年輪會變寬;而在寒冷干燥的年份,樹木長得慢,年輪則較窄???,樹木年輪成為了氣象檔案館。
我國科學家曾根據(jù)秦嶺山區(qū)樹木的年輪樣本,推算出1789年前后的初春,當?shù)匕l(fā)生過一次大幅度降溫,1896年則有大幅升溫。
結合計算機技術,還可以根據(jù)樹木年輪對未來氣候進行預測。
鯨的耳垢
鯨的耳垢竟然是個巨大的信息庫!
據(jù)科學家研究,鯨類的耳垢是由油性分泌物堆積并硬化而成的,長度可以超過50厘米,重達1千克,里面包含了大量關于鯨的生存環(huán)境、健康狀況等信息。
由于耳垢是分層累積的,類似于樹木的年輪,所以還可以從中獲得關于鯨的生殖周期等數(shù)據(jù)。
美國科學家經(jīng)過大約20年的研究,從6頭鯨的耳垢中發(fā)現(xiàn),鯨分泌的一種激素——皮質(zhì)醇的水平會隨著水溫的升高而迅速上升??蒲腥藛T認為,溫度升高會通過多種方式影響鯨,比如改變獵物的位置和數(shù)量,影響水溫從而刺激它們的生理機能??磥恚瑲夂蜃兣瘜L的生活造成了很大的影響。
古城水管
在一些古城中,古人建設了大量給(jǐ)排水管道,你可能想不到,利用這些排水管道也能研究古代氣候。
古羅馬的城市用水來自附近石灰?guī)r洞穴中的泉水。這些水中溶解著大量的二氧化碳,當水自地下溢出后,壓力驟然降低,大量二氧化碳會形成碳酸鹽并沉淀出來,從而形成泉華。2000多年來,這些泉華一層一層地沉積,有些水槽的泉華甚至近1米厚??茖W家發(fā)現(xiàn),在較冷的年份,因為蒸發(fā)量少,泉華析出少;較熱的年份,泉華析出多。這樣一來,時間長了,就會出現(xiàn)一條條深淺不等的條紋。這些條紋跟樹木年輪一樣,也可以用來判斷氣候變化。
還有科學家發(fā)現(xiàn),這些泉華中含有空氣污染物質(zhì),能用來分析古代的空氣污染程度。
極地冰芯
極地(包括南極、北極、“第三極”青藏高原)地區(qū)長年被冰雪覆蓋,極地冰芯中保存了非常豐富的氣候演化資料。而且因為極地地區(qū)人煙稀少,冰芯可長久保存而不會受到破壞,所以記錄的信息非常準確。
1966年,美國科學家在北極的格陵蘭冰蓋鉆取了第一支冰芯,長1387米。我國則從1985年起,在南極冰蓋鉆取冰芯。
通過對冰芯的分析,科學家獲得了許多重要的發(fā)現(xiàn)。比如,從南極鉆取的冰芯中人們發(fā)現(xiàn),這個地區(qū)某段時間的氣溫變化幅度達到12攝氏度左右,大氣中溫室氣體(如二氧化碳)的含量也存在巨大變化。
除了極地,在一些高山上鉆取的冰芯也有類似的作用。
黃土荒漠
在我國中北部存在著大范圍的黃土地區(qū),這就是黃土高原。如果氣候干冷,沉積的黃土顏色就較淺,紅色不明顯;如果氣候溫暖濕潤,黃土的顏色就偏紅。
我國科學家還通過研究黃土高原西部的黃土堆積情況,發(fā)現(xiàn)這里的黃土區(qū)至少起源于2200萬年前。他們在那里發(fā)現(xiàn)了厚達250米、多達231層的風塵堆積。根據(jù)這些堆積中的地磁極性變化和小動物化石,確定它們的形成時期為2200萬年至600萬年前。
形成如此大規(guī)模且穩(wěn)定的黃土區(qū),需要兩個條件:一是有大面積的干旱區(qū),作為風塵的來源;二是有足夠強勁的風,可將風塵搬運過來。這些都是遠古時期的氣候現(xiàn)象。
巨大巖石
地球從陸地表面往下約75千米,都可歸為巖石圈,它主要包括地殼和上地幔。我們?nèi)祟惥途幼≡趲r石圈的最上層——陸地表面。巖石圈與大氣圈、水圈、生物圈等發(fā)生相互作用,具有千絲萬縷的聯(lián)系。
巖石圈里記載著非常豐富的氣候資料:根據(jù)地層里的動植物化石,人們可以推斷當時的天氣情況;根據(jù)鐘乳石的生長,人們可以判斷古時候的空氣成分。通過研究巖石圈我們現(xiàn)在知道,狂風造就了新疆魔鬼城,干旱導致了戈壁荒漠,大水沖積出華北大平原……
你可能會問,科學家為什么要研究古往今來氣候的變化情況呢?
因為研究氣候情況,不僅可以推測以前的地球形態(tài),預測未來氣候發(fā)展規(guī)律,還能發(fā)現(xiàn)生物、大氣等的變化情況,為可持續(xù)發(fā)展提供科學參考。