黃土高原位于亞洲季風的邊緣區(qū)，是黃河中游的重要水、沙來源。日前，中國科學院地球環(huán)境研究所譚亮成副研究員等通過對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年以來的高分辨率降雨變化，揭示黃土高原地區(qū)降雨變化呈現明顯的準50年周期，并與歷史上幾次大規(guī)模的農業(yè)開發(fā)和饑荒有著對應關系。

降雨變化暗合太平洋十年濤動周期

中科院地球環(huán)境所研究人員聯合國內外同行，分析了甘肅西和縣烏鴉洞的兩支石筍最近370年來的生長變化數據。兩支石筍的生長變化數據非常一致，可相互驗證。在最近的幾十年，石筍數據記錄和氣象觀測到的當地降雨量變化有很好的相關關系，揭示石筍生長變化數據記錄可以反映過去370年的當地降雨變化。進一步的空間相關分析顯示，烏鴉洞地區(qū)的降雨變化和整個黃土高原地區(qū)，特別是黃土高原西部地區(qū)的降雨量變化顯著正相關，說明烏鴉洞石筍生長變化數據記錄能代表整個黃土高原地區(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)的樹輪降雨重建結果有很好的一致性，揭示黃土高原地區(qū)降雨變化呈現明顯的準50年周期。結論如下。

最近370年研究區(qū)的顯著干旱時段：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世紀末期以來的干旱趨勢明顯。

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

同時，黃土高原的降雨變化的準50年周期也和太平洋十年濤動周期相似。進一步的對比研究也證實，歷史時期的幾次干旱事件都對應于十年濤動的暖相位。十年濤動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“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。

現代氣象記錄的研究顯示，在十年濤動“暖相位”期間，類似于厄爾尼諾狀態(tài)，東亞夏季風減弱，西太平洋副熱帶高壓南移，這會導致黃土高原地區(qū)降雨的減少。反之，在十年濤動“冷相位”期間，東亞夏季風增強，西太平洋副熱帶高壓北推，這會導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，十年濤動的變化也是黃土高原地區(qū)歷史時期降雨變化的影響因子。

“南泥灣”大生產正處于濕潤氣候階段

由于黃土高原屬于半干旱、半濕潤區(qū)，降雨是影響當地農業(yè)發(fā)展乃至人民生存的重要因素。歷史文獻記錄顯示，黃土高原地區(qū)最近370年有兩次大規(guī)模的農業(yè)開發(fā)活動——清康熙和雍正時期的農業(yè)開發(fā)，以及20世紀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)都對應于石筍記錄的濕潤氣候階段。這說明，盡管政策導向很重要，但適宜的氣候為當時黃土高原的農業(yè)開發(fā)提供了必要條件。

與之相反的是，重大干旱事件對黃土高原的影響更是巨大。歷史時期的幾次大饑荒都對應于年代際的嚴重干旱事件。比如，19世紀70年代中后期清光緒年間，包括黃土高原在內的我國北方地區(qū)發(fā)生了一次特大饑荒，造成1000余萬人餓死，另有2000余萬災民逃荒到外地，影響人口更是達到了1.6億至2億，對中國晚清歷史發(fā)生了深遠影響。時任山西巡撫的曾國荃稱之為“二百余年未有之災”，史稱“丁戊奇荒”。這次大饑荒主要是當時的嚴重干旱導致，對應于石筍記錄中的1860至1870年代的嚴重干旱事件。

上世紀20年代類似的嚴重干旱又再次發(fā)生，干旱從1910年代末期開始，1920年代末期達到頂峰。這次事件造成的饑荒范圍和嚴重程度和“丁戊奇荒”有著驚人的相似，當時的傳教士評價稱西北陷入“活地獄”。 以陜西為例，陜西原有人口1300萬，在上世紀20年代末的三年大饑荒中，死者多達300多萬，流離失所600多萬人，兩者相加占全省人口的70%。甘肅的情況和陜西相似，有的報道說“甘肅情況已將無人跡，查災者多不敢深入，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百分之八十，故多以嬰兒烹食充饑”、“其最慘日必餓死數千人，各縣兒童不敢出戶”。