黃土高原位于亞洲季風(fēng)的邊緣區(qū)，是黃河中游的重要水、沙來(lái)源。日前，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所譚亮成副研究員等通過對(duì)甘肅烏鴉洞兩支石筍的研究，重建了黃土高原西部地區(qū)近400年以來(lái)的高分辨率降雨變化，揭示黃土高原地區(qū)降雨變化呈現(xiàn)明顯的準(zhǔn)50年周期，并與歷史上幾次大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開發(fā)和饑荒有著對(duì)應(yīng)關(guān)系。

降雨變化暗合太平洋十年濤動(dòng)周期

中科院地球環(huán)境所研究人員聯(lián)合國(guó)內(nèi)外同行，分析了甘肅西和縣烏鴉洞的兩支石筍最近370年來(lái)的生長(zhǎng)變化數(shù)據(jù)。兩支石筍的生長(zhǎng)變化數(shù)據(jù)非常一致，可相互驗(yàn)證。在最近的幾十年，石筍數(shù)據(jù)記錄和氣象觀測(cè)到的當(dāng)?shù)亟涤炅孔兓泻芎玫南嚓P(guān)關(guān)系，揭示石筍生長(zhǎng)變化數(shù)據(jù)記錄可以反映過去370年的當(dāng)?shù)亟涤曜兓?。進(jìn)一步的空間相關(guān)分析顯示，烏鴉洞地區(qū)的降雨變化和整個(gè)黃土高原地區(qū)，特別是黃土高原西部地區(qū)的降雨量變化顯著正相關(guān)，說明烏鴉洞石筍生長(zhǎng)變化數(shù)據(jù)記錄能代表整個(gè)黃土高原地區(qū)，特別是黃土高原西部地區(qū)最近370年的降雨變化。

他們的石筍重建記錄和同一地區(qū)的樹輪降雨重建結(jié)果有很好的一致性，揭示黃土高原地區(qū)降雨變化呈現(xiàn)明顯的準(zhǔn)50年周期。結(jié)論如下。

最近370年研究區(qū)的顯著干旱時(shí)段：1670至1680年代；1760至1770年代前期；1810至1820年代；1860至1870年代；1910年代后期至1920年代；1970年代以及1990年代后期。

而19世紀(jì)末期以來(lái)的干旱趨勢(shì)明顯。

最近370年研究區(qū)的顯著濕潤(rùn)時(shí)段：1690至1730年代；1780至1800年代；1830至1850年代；1880至1900年間。

同時(shí)，黃土高原的降雨變化的準(zhǔn)50年周期也和太平洋十年濤動(dòng)周期相似。進(jìn)一步的對(duì)比研究也證實(shí)，歷史時(shí)期的幾次干旱事件都對(duì)應(yīng)于十年濤動(dòng)的暖相位。十年濤動(dòng)的特征為太平洋北緯20度以北區(qū)域，表層海水溫度異常偏暖或偏冷。在太平洋十年濤動(dòng)“暖相位”期間西太平洋偏冷而東太平洋偏暖，在“冷相位”期間西太平洋偏暖而東太平洋偏冷。

現(xiàn)代氣象記錄的研究顯示，在十年濤動(dòng)“暖相位”期間，類似于厄爾尼諾狀態(tài)，東亞夏季風(fēng)減弱，西太平洋副熱帶高壓南移，這會(huì)導(dǎo)致黃土高原地區(qū)降雨的減少。反之，在十年濤動(dòng)“冷相位”期間，東亞夏季風(fēng)增強(qiáng)，西太平洋副熱帶高壓北推，這會(huì)導(dǎo)致雨帶更多地停留在黃土高原地區(qū)，造成降雨的增加。因此，十年濤動(dòng)的變化也是黃土高原地區(qū)歷史時(shí)期降雨變化的影響因子。

“南泥灣”大生產(chǎn)正處于濕潤(rùn)氣候階段

由于黃土高原屬于半干旱、半濕潤(rùn)區(qū)，降雨是影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展乃至人民生存的重要因素。歷史文獻(xiàn)記錄顯示，黃土高原地區(qū)最近370年有兩次大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開發(fā)活動(dòng)——清康熙和雍正時(shí)期的農(nóng)業(yè)開發(fā)，以及20世紀(jì)30至40年代陜甘寧邊區(qū)開發(fā)；而這兩次大規(guī)模的開發(fā)都對(duì)應(yīng)于石筍記錄的濕潤(rùn)氣候階段。這說明，盡管政策導(dǎo)向很重要，但適宜的氣候?yàn)楫?dāng)時(shí)黃土高原的農(nóng)業(yè)開發(fā)提供了必要條件。

與之相反的是，重大干旱事件對(duì)黃土高原的影響更是巨大。歷史時(shí)期的幾次大饑荒都對(duì)應(yīng)于年代際的嚴(yán)重干旱事件。比如，19世紀(jì)70年代中后期清光緒年間，包括黃土高原在內(nèi)的我國(guó)北方地區(qū)發(fā)生了一次特大饑荒，造成1000余萬(wàn)人餓死，另有2000余萬(wàn)災(zāi)民逃荒到外地，影響人口更是達(dá)到了1.6億至2億，對(duì)中國(guó)晚清歷史發(fā)生了深遠(yuǎn)影響。時(shí)任山西巡撫的曾國(guó)荃稱之為“二百余年未有之災(zāi)”，史稱“丁戊奇荒”。這次大饑荒主要是當(dāng)時(shí)的嚴(yán)重干旱導(dǎo)致，對(duì)應(yīng)于石筍記錄中的1860至1870年代的嚴(yán)重干旱事件。

上世紀(jì)20年代類似的嚴(yán)重干旱又再次發(fā)生，干旱從1910年代末期開始，1920年代末期達(dá)到頂峰。這次事件造成的饑荒范圍和嚴(yán)重程度和“丁戊奇荒”有著驚人的相似，當(dāng)時(shí)的傳教士評(píng)價(jià)稱西北陷入“活地獄”。 以陜西為例，陜西原有人口1300萬(wàn)，在上世紀(jì)20年代末的三年大饑荒中，死者多達(dá)300多萬(wàn)，流離失所600多萬(wàn)人，兩者相加占全省人口的70%。甘肅的情況和陜西相似，有的報(bào)道說“甘肅情況已將無(wú)人跡，查災(zāi)者多不敢深入，恐糧絕水盡而不生還”。一些地方傳教士記載道“居民絕食或缺種子者已達(dá)百分之八十，故多以嬰兒烹食充饑”、“其最慘日必餓死數(shù)千人，各縣兒童不敢出戶”。