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3 降温

1816年寒冷夏天到来之际,美国东部新英格兰地区的一群学者,已经成立了一个松散的气象观测联盟。

以几所常青藤大学如威廉姆斯学院、哈佛大学、耶鲁大学的教师为核心,这些人定期测量气温,保持日志,并通过书信交流天气观测的结果。威廉姆斯学院的杜威教授,在马萨诸塞州的威廉姆斯敦教书和居住,他每天分别在早上7点、下午2点和晚上9点,通过悬挂在自家房子北墙外的温度计读取数据。这是这个观测联盟每天必做的一件事情。这些数据被记录在他的日志里,成了当时美国新英格兰地区气温变化的证据之一。

不过,这些气温记录,也只是少数学者所为。

在美利坚这个刚呱呱坠地的共和国里,还没有一个全国性的气象观测系统。这些学者的观测记录,有的会在通信中传达给同仁,有的断断续续,还有的却只能锁在自家书桌抽屉里吃灰,最终散佚。所以,它们并不能构成一个完整和不间断的体系。

按照伊利诺伊大学教授伍德(Gillen D'Arcy Wood)在其《坦博拉:改变世界的火山爆发》一书中的说法,美国的第三任总统杰斐逊(Thomas Jefferson),也是一位气象观测和分析爱好者,曾经呼吁建立全国性的气象观测体系。但美国联邦政府的军队医疗局正式把气象记录作为一项专业政府行为,是在1816年7月,也就是美国东部受到夏天极端寒冷天气冲击之后。到了1817年,联邦政府的土地局,才开始要求它的20个分支机构,在全国范围系统性地记录气温和降水。

那么在美国东北,1816年的夏天到底经历了什么样的天气?我从克林格曼的《无夏之年:1816,一部冰封之年的历史》一书中,找了几条相关的记录。

6月6日,杜威教授所在的威廉姆斯敦下了大雪,杜威记载说,“西边的山上……地上都是白茫茫的雪”。

6月6日,离威廉姆斯敦不远的波士顿记录到的气温,在一天之内下降了40华氏度(4.4摄氏度),雪花在城市上空纷纷坠落。

6月的前12个晚上,新英格兰沿海小镇的气温都在冰点以下。

6月7日,纽约州的沃特伯里,地面结冰,一位记者报道说,冰层厚达3/8英寸,气温降到30华氏度(零下1摄氏度)。

6月10日,纽约州的马龙,气温降到24华氏度(零下4摄氏度)。

7月7日,纽约州的纽约市,曼哈顿岛早上结了冰,一家报纸声称“昨天和今天,室内气温”只有50华氏度(10摄氏度)。

……

在现代自然科学的诞生地,利用仪器进行天气观测和记录的情况要好一些。

1816年前后,西欧的气温记录虽然不一定是系统化的组织行为,但相对北美地区,这里不光记录历史长、监测地点多,记录也更加精确完整。比如,英国的皇家海军就要求舰上人员利用仪器,针对海水温度、气温、气压、风速,每天进行四次测量,并记录在航海日志中。即便处于跟敌方交战状态,这些测量和记录都不能间断。

不过,这些记录材料相当分散,把它们整理归类,并剔除和修正不合理的误差,是一件极为庞大的工程。

2005年,由瑞士学者布鲁尼纳拉(Y. Brugnara)、奥赫曼(R. Auchmann)与博朗宁曼(S. Brönnimann)牵头,二十几位欧美科学家合作进行了一项调查整理工作。他们将1815年至1817年欧洲和北美的一部分地面观测记录和一些舰船航海日志,收集起来进行了数码化。这些数据,来自超过50个分布于欧美的观测点的每日分时记录,以及航行在大西洋、印度洋和太平洋的舰船日志。

他们此后发表了一篇论文,题目叫《早期仪器时代每日分时气压和气温观察的汇总研究,聚焦1816“无夏之年”》。按照论文的说法,在1815年至1817年,光是现存针对气压的记录就达到113092条,平均每天102条。那时许多气压计和气温计是合二为一的,所以从中也可以读出气温记录。而他们所整理的记录,只是其中一小部分。相对来说,舰船航海日志的记录量更大,仅在1816年夏天,就有227部日志。我们可以想象,如果按每艘船、每天哪怕平均10条关于气压气温的分时记录来计算,航海日志中的气象观察和测量记录都可构成一个相当可观的数据库。

经过筛选、耦合和修正之后,这些科学家们将气温记录提取出来,然后再根据模型,用计算机重建1815年至1817年欧洲、北美、赤道海洋以及其他地区的温度变化,并与之前和之后的进行对比。他们由此得出结论:1815年至1817年,全球的气温异常十分显著。

从论文提供的示意图里,我们可以看到,1815年7月到12月的气温记录已经出现了低于平均值的反常现象,尤其是11月和12月。这与中国历史典籍记录到的1815年秋冬海南下雪、台湾结冰的现象遥相呼应。

到了1816年1月,气温一度回升,美国东北部媒体的报道也对应了这一点。然后从2月开始,温度一路走低,在7月达到最低:低于平均正常值差不多3摄氏度。除了1月份,在整个1816年,记录的气温都低于正常平均值。按照他们的分析,这一年6月到8月的平均气温,是自16世纪以来最低;1817年4月的气温,则达到五百多年中的平均值最低。

气压计、温度计的使用,包括美国东部和西欧各地对低温现象的记录、航海日志、历史叙述,再加上报纸的报道和日记的记载,给后来的科学家们重建无夏之年的低温图景,提供了实在的客观证据。

无夏之年,不再只是一个民间传说和话语事件。 tk2CIMOPbaoOpTjpJLltgZEuniA/HyQbnuU5+Nk1M+w6W5HBVqFkaZkrw8+ZPxhF

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