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小冰期

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两千年来温度变化
冬天的風景（荷蘭）。Hendrick Avercamp繪。約1608年。
瑞典軍通過結冰的大貝爾特海峽，1658年。

小冰期（英語：Little Ice Age，LIA），又稱小冰河時期，是指中世紀溫暖期之後氣溫下降的时期，尤其在北大西洋地区尤为明显，但并非全球范围内的真正冰期。这个术语由弗朗索瓦·E·马修斯（François E. Matthes）于1939年首次引入科学文献[1]。小冰期的時間通常被定义为从16世纪延续到19世纪初[2]。但有学者认为其始于约1300年，结束于1850年[3][4]。

从长期来看，在中世纪温暖期持续了400年后，出现了长达500年的寒冷时期。[5]

小冰期当中，有4个特别寒冷的时期：

  1. 1350年前后：沃夫極小期
  2. 1450年——1570年：史波勒極小期
  3. 1645年——1715年：蒙德極小期
  4. 1770年——1830年：道尔顿極小期

据美国航空航天局地球观测站记载，小冰期中有三个特别寒冷的阶段：一个始于大约1650年，另一个始于大约1770年，最后一个出现在1850年，这些寒冷时期之间伴有轻微的回暖间隔。

联合国政府间气候变化专门委员会第三次评估报告认为，小冰期的时间和受影响地区主要是独立的区域气候变化，而非全球同步的冰川扩张。在这一时期，北半球的降温仅为温和的区域性现象。

小冰期帶來的影響，除了氣溫下降外，還使得植物生長季節變短，土壤降溫，使糧食作物產量變少，穀物價格上升，造成全球各地频繁出现饥荒與瘟疫。因為死亡率上升，這使全球人口成長率在這段時間減緩。小冰期时期也是暴乱、抢掠及死亡的高发期，當時還在農業社會的人類，很多文明的歷史古籍都同步記載了這段混亂的時期。

歷史

這個名稱由弗朗索瓦·E·马修斯（François-Emile Matthes）於1939年所創立[6]。當時馬泰用這個名詞來描述一個在美國加州一條以原來的氣候學說不能解釋其存在的冰河[6]。

成因

关于小冰期的成因，有多种假说，包括太阳辐射减少、火山活动增加、海洋环流变化、地球轨道和轴倾角的变化（轨道强迫）、气候的内在波动以及人口减少（如成吉思汗的战争、黑死病和欧洲人与美洲接触后的疫情）。这些因素可能共同导致了这一时期的气温下降。

轨道周期

主条目：米蘭科維奇循環

小冰期与天体引力变化有关。[來源請求] 地球绕太阳运行轨道的周期性变化在过去2000年间导致了北半球长期的冷却趋势，这一趋势持续贯穿了中世纪和小冰期，这段时间北极地区的冷却速率大约为每世纪0.02°C。这一趋势如果继续延伸下去可能会导致一次完整的冰河时期，但在20世纪这一趋势突然逆转，由于温室气体的排放全球温度开始上升。

太阳活动

主条目：太阳活动

太阳活动包括太阳表面和太阳大气（日冕）的变化，如黑子和太阳耀斑。科学家可以通过分析碳-14或铍-10同位素来追踪过去的太阳活动，这些同位素由撞击大气的宇宙射线产生，并沉积在树轮和冰盖中。在1400-1550年（史波勒极小期）和1645-1715年（蒙德极小期）间记录到的太阳活动水平非常低，这两个时期都在小冰期内，或至少与大多数定义的小冰期重叠，被认为是小冰期的成因之一。然而，从同位素推断在史波勒极小期和蒙德极小期之间的太阳活动与1940年一样高，尽管这一时期也在小冰期内。因此，太阳活动与小冰期之间的关系远非简单的一一对应。

火山活动

2012年的一项研究发现，它很可能是四次火山喷发和海冰增加导致阳光反射增加的组合效应诱发的——即所谓的反射效应。科罗拉多大学波尔德分校教授Gifford Miller领导了这项研究，他们根据收集的加拿大巴芬岛冰盖下的死植物样本发现，当时发生了多次大型火山喷发，火山喷发效应引起海冰面积增加，而海冰反射率增加又长时间维持了冷却效应。海冰增加在十五世纪中期到底顶峰，在小冰河期结束前一直维持相同水平。研究人员认为，太阳过于平静只起到辅助影响。报告发表在《地球物理研究快报》上。[1]

洋流变化

在21世纪初，人们提出热盐循环放缓作为解释小冰期的一个原因，具体是通过北大西洋环流的减弱来实现的。

人口减少

斯坦福大学地球化学家Richard Nevle认为，在16-17世纪欧洲人征服美洲的过程中，帶去的疾病導致了大部分的当地土著居民死亡，留下了大量无人耕种的土地。茁壮成长的树木从空气中吸收了数十亿吨的二氧化碳，削弱大气层的吸热能力，進而使气候冷却，是小冰河期形成的一个因素[7]。

同一时期的欧洲黑死病和蒙古人入侵也造成大量人口死亡，耕地变成吸收二氧化碳的森林，也是全球变冷的因素之一。

年代

关于小冰期的起始时间尚无统一共识，但在已知的气候低谷之前的一系列事件常被提及。13世纪时，北大西洋的海冰开始向南推进，格陵兰的冰川也在扩展。轶事证据显示，全球范围内冰川都有扩张的迹象。根据米勒等人（2012年）[3]对巴芬岛和冰岛冰盖下方采集的约150个带有完整根系的枯死植物样本进行的放射性碳定年，冷夏和冰川生长在1275年至1300年间突然开始，随后在1430年至1455年间出现了“显著的强化”。

相比之下，根据冰川长度的气候重建显示，从1600年至1850年间并没有显著的变化，但之后冰川大幅度退缩。因此，小冰期的起始日期可以在400年的时间跨度内的任何时刻：

  • 1250年，北大西洋海冰开始增长，可能由1257年萨马拉斯火山大规模喷发及其引发的火山冬天触发或增强；
  • 1275年至1300年，放射性碳定年显示植物因冰川活动死亡；
  • 1300年，北欧的温暖夏季变得不再可靠；
  • 1315年，大雨和1315-1317年间的大饥荒爆发；
  • 1560年至1630年，全球冰川扩张开始，称为格林德尔瓦德波动；
  • 1650年，虽然不是小冰期的开始，但标志着最寒冷时期的开始，即第一个气候低谷。

小冰期在19世纪后期或20世纪初结束[8]。

根据IPCC第六次评估报告，小冰期被描述为：“一个多世纪相对较低气温的时期，大约从15世纪开始，1450年至1850年间全球平均表面温度（GMST）较1850-1900年平均低0.03℃（范围：-0.30℃至0.06℃）。”

影響

参见：饥荒列表

中國

参见：明朝民變

竺可楨寫的中國氣象史的資料中，將中國歷史上的小冰期分為四次[9]。

  1. 第一次小冰河期：商朝末年到西周初年
  2. 第二次小冰河期：東漢末年、三國、西晉
  3. 第三次小冰河期：唐朝末年、五代、北宋初年[10]
  4. 第四次小冰河期：「明朝小冰河時期」

关于小冰期的开始时间和影响时期存在争议。大多数学者同意将小冰期分为三个显著的寒冷阶段[11]：1458-1552年、1600-1720年和1840-1880年。

根据美国国家海洋和大气管理局的数据，中国东部季风区是最早受到小冰期影响的地区，时间为1560至1709年。在围绕青藏高原的西部地区，小冰期的影响滞后于东部，显著的寒冷期出现在1620至1749年。[12]

小冰期中四個特別寒冷的時間：

气温变化对中国的农耕社区影响深远。根据竺可桢在1972年的研究，小冰期（1650-1700年）被认为是中国历史上最寒冷的时期之一，许多夏季出现重大干旱，冬季则发生严重的冰冻事件，这大大恶化了明朝的粮食供应。[9]

明朝末期，中國经历了极端寒冷的氣候，年平均氣溫显著下降，导致降雨區域南移，明朝出現全國性的干旱。夏天的干旱與洪澇相繼出現，冬天则非常寒冷，糧食产量大幅減少，社會動蕩加剧，人口銳減。旱災愈发頻繁，鼠疫開始蔓延，山西等地爆發了严重的鼠疫，波及多个省份。珠江三角洲等地頻繁出现降雪，甚至出現牲畜凍死的現象。

小冰期与当时的重大历史事件相对应。

  • 1601年－1603年俄罗斯大饥荒，受秘鲁瓦伊纳普蒂纳火山爆发引起的火山冬天影响，导致约两百万人死亡
  • 1628年－1641年中国发生饥荒，自西北一路蔓延到陕西、山西、河南、山东，使得立国276年的明朝，最终在1644年灭亡。

女真族在北方成为明朝的藩属国。

1573年至1620年，满洲因极端降雪导致饥荒，农业生产受到严重影响，牲畜数量大减。有学者认为，这与小冰期的温度下降有关。尽管粮食生产不足，万历皇帝仍要求女真每年缴纳相同的贡品，激起民愤，酝酿了反明的情绪。

1616年，女真建立后金，在努尔哈赤和皇太极的领导下南下，并在1618年的抚顺之战中取得决定性胜利。

在万历皇帝去世后，崇祯皇帝继续进行战争。从1632年至1641年，小冰期对明朝领土造成剧烈气候变化。华北地区的降雨量比历史平均水平减少了11%到47%。与此同时，陕西北部沿黄河经历了六次重大洪水，毁坏了延安等城市。这一气候变化严重削弱了政府的控制力，加速了明朝的灭亡。1644年，李自成率领大顺军队攻入北京，推翻了明朝，建立了短命的大顺朝。有学者认为，明朝的衰落部分原因可能是小冰期引发的干旱和饥荒。[13][14]

在清朝早期，小冰期继续对中国社会产生重大影响。在康熙皇帝（1661-1722年）统治期间，大多数清朝领土的气温仍显著低于历史平均水平。然而，康熙皇帝推动改革，设法从自然灾害中实现社会经济复苏，部分得益于清初的安定。这标志着中国小冰期的结束，开启了被称为“康雍乾盛世”的繁荣历史时期。

清朝順治、康熙年間，江西橘子常常被凍壞，不得不被弃种，而这里曾种植这种温暖作物几个世纪[15]。談遷《北游錄》提到1653年（順治十年）11月7日，他到達天津，11月18日運河封凍。1654（順治十一年），吳江運河冰厚三尺多，而且從吳江一直凍到嘉興，要靠壯士鑿冰。談遷在北京住了三年，1656年（順治十三年）3月7日，運河開凍，他坐船南返。广东两次最频繁的台风袭击也与北方和中部中国的两次最冷、最干燥的时期（1660-1680年和1850-1880年）重合。[16]

《明史·五行志》、《清史稿·災異志》，明末清初《閱世編》、《庸閒齋筆記》等都提到了這種氣候。

日本

參看江戶四大饑荒條目。

歐洲

参见：1315–1317年大饥荒

小冰期对欧洲社会的影响引发了一系列文化反应，其中之一是暴力替罪羊现象（violent scapegoating）。因气候寒冷干燥，许多欧洲社区经历了干旱、作物歉收、家畜存活率降低以及疾病蔓延，导致失业和经济困难，形成了致命的正反馈循环。尽管一些社区采取了改良作物、储备粮食和国际贸易等应急措施，但效果有限。这使得许多社区通过暴力犯罪如抢劫和谋杀来发泄愤怒，性犯罪指控也有所增加。

女巫审判的复苏（resurgence of witchcraft trials，猎巫）是小冰期期间一个明显的替罪羊现象。研究表明，随着气候恶化，女巫被视为天气不佳的罪魁祸首，审判数量在寒冷时期显著上升，尤其是在1570年和1580年的饥荒危机期间，受害者多为贫穷的妇女[17]。

此外，犹太人也成为替罪羊，遭受反犹太主义的冲击，被指责为气候恶化的间接原因，如疾病传播。在1300年代，西欧的犹太人口因黑死病爆发而遭到屠杀（Persecution of Jews during the Black Death），谣言称他们在毒害水井或指使麻风病人毒害水井。为逃避迫害，一些犹太人皈依基督教，另一些则迁移到奥斯曼帝国、意大利或神圣罗马帝国，获得了更大的宽容。[18][19]

在德国，一些群体试图通过加强对赌博和饮酒等活动的监管来“治疗”这种神的愤怒，受害者多为下层阶级。爱尔兰的天主教徒甚至将恶劣天气归咎于宗教改革。[20]

这种社会动荡与小冰期的降温相吻合，成为17世纪的“普遍危机”，引发战争，最著名的例子是17世纪的三十年战争。

美洲

早期的欧洲探险家和北美定居者报告了异常严酷的冬季。在阿拉斯加西南部，土著居民灵活的觅食方式使他们能更好地适应小冰期（LIA）[21]。1607至1608年，缅因州的欧洲人和美洲原住民面临高死亡率，弗吉尼亚州的詹姆斯敦也经历了极端寒冷的天气。为应对食物短缺，北美原住民组织了联盟。1686年，探险家皮埃尔·德·特鲁瓦斯记录了当年7月1日詹姆斯湾内大量漂浮的冰块。1780年，纽约港结冰，居民得以从曼哈顿步行至斯塔滕岛。[22]

到19世纪末，山地冰川的范围已被绘制。在北方和南方的温带地区，平衡线海拔比1975年低约100米。阿拉斯加南部经历了温度低谷，中部的山地冷杉森林遭受严重衰退。在冰川国家公园，最后一次冰川推进发生在18世纪末至19世纪初。1879年，自然学家约翰·缪尔发现冰川湾的冰川已退缩48英里。在马里兰的切萨皮克湾，温度波动可能与北大西洋热盐环流的变化有关。

小冰期的发生恰逢欧洲对美洲的殖民，这使许多早期殖民者感到失望。他们原以为北美气候与相似纬度的欧洲相似，实际上，加拿大和北美北部的夏季更热、冬季更冷，特别是在小冰期期间，导致许多早期定居点崩溃。

历史学家认为，詹姆斯敦的殖民者在建立时正值过去1000年中最寒冷的时期。同时，小冰期还导致北美干旱，罗阿诺克的定居者在历史上最大的干旱期到达。阿肯色大学的树轮研究显示，许多殖民者正好赶上七年干旱的开始。干旱减少了原住民人口，导致因食物短缺而发生冲突。英格兰殖民者在罗阿诺克迫使奥索莫科克的原住民分享补给，结果导致战争和原住民城镇的毁灭。这种循环在詹姆斯敦也时常重演。战斗与寒冷天气结合，加速了疾病的传播，寒冷气候促进了由欧洲人带来的蚊子寄生虫繁殖，导致原住民因疟疾死亡。

1642年，托马斯·戈尔吉斯记录了1637至1645年间缅因州（当时属于马萨诸塞州）殖民者经历的恶劣天气。1637年6月，温度异常高，导致许多定居者死亡；人们被迫夜间出行以避暑。他提到1641至1642年冬季“刺骨寒冷”，马萨诸塞湾冰冻程度超乎想象，马车在原本是船只的地方行驶。他还提到，1638和1639年的夏季极短且寒冷潮湿，加剧了几年的食物短缺。毛虫和鸽子等生物也损害了作物，造成丰收损失。他所描述的每一年都呈现出异常天气模式，包括高降水、干旱及极端寒冷或炎热。

北美居民对极端天气有各自的看法。殖民者费尔迪南多·戈尔吉斯认为寒冷天气源于冷海洋风，汉弗莱·吉尔伯特则认为地球从海洋中吸取的冷蒸汽导致纽芬兰的天气冰冷且多雾。其他人也提出了各自的理论，试图解释北美气候为何比欧洲寒冷，这些观察与假设为小冰期对北美的影响提供了深刻见解。

对墨西哥尤卡坦半岛的气候代理分析支持该地区存在小冰期的观点，这些分析与玛雅和阿兹特克的记载提到寒冷和干旱的时期。[23]

在中美洲的多个地点（如墨西哥的洛斯图克特拉斯和庞帕尔湖）进行的另一项研究显示，小冰期期间该地区的人类活动减少。通过研究沉积样本中的木炭碎片和玉米花粉量，采用非旋转活塞取芯器进行了证明。样本还显示出火山活动的证据，导致650至800年间的森林再生。庞帕尔湖附近的火山活动表明，小冰期期间中美洲的温度存在变化，而非持续寒冷。[24]

非洲

小冰期对非洲气候的影响从14世纪持续到19世纪。尽管大陆各地气候变化不一，整体趋势显示非洲的温度普遍下降，平均降温约为1°C。在埃塞俄比亚和北非，曾报告在今天不会出现的山峰上有常年积雪。重要的跨撒哈拉商道城市廷巴克图，曾遭遇尼日尔河的至少13次洪水，而之前或之后并没有类似的记录[15]。

南非的多个古气候研究表明，气候和环境条件发生了显著变化。从马拉维湖提取的沉积物核心显示，1570至1820年间气温较低，进一步支持小冰期的全球性扩展[25]。基于南非寒冷洞穴中石笋生长速率的3,000年温度重建方法显示，1500至1800年间存在寒冷时期，表明南非的小冰期特征。1690至1740年间的δ18O石笋记录表明，南非可能是非洲最冷的地区，夏季气温下降幅度达1.4°C。此外，太阳磁场和厄尔尼诺-南方涛动周期可能是亚热带地区气候变化的关键因素。东莱索托高地的周边冰川特征可能在小冰期期间重新激活。

除了温度变化，赤道东非的数据表明，在18世纪末水文循环也受到影响。来自十个主要非洲湖泊的历史数据重建显示，东非经历了“干旱和干涸”的时期，湖泊水位大幅下降，变成干涸的水洼。这表明当地社会可能被迫进行长途迁移与邻近部落发生战争，因农业因干旱而几乎无法维持。[26]

其它

有专家指出2012年发生的北半球严寒气候，可能表示地球即将出现另一个小冰期，这个小冰期或将持续20到30年，唯此說法並沒成為科學界主流[27]。

參見

參考

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  3. ^ 3.0 3.1 Miller G H, Geirsdóttir Á, Zhong Y, et al. Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea‐ice/ocean feedbacks[J]. Geophysical research letters, 2012, 39(2).
  4. ^ Matthews J A, Briffa K R. The ‘Little Ice Age’: re‐evaluation of an evolving concept[J]. Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography, 2005, 87(1): 17-36.
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  8. ^ Hendy E J, Gagan M K, Alibert C A, et al. Abrupt decrease in tropical Pacific sea surface salinity at end of Little Ice Age[J]. Science, 2002, 295(5559): 1511-1514.
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  10. ^ 徐勝一; 蕭偉樂. 宋代氣候變遷與王安石變法始末 (PDF). [2024-05-28]. （原始内容存档 (PDF)于2024-01-25）. 
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