8月8日,西安市發生了一起離奇的事情——明代秦王府城牆部分牆體發生坍塌,視頻在網上廣泛流傳,包磚外牆在大白天整片倒下,給視頻觀看者以極深刻的印象。
據了解,這段包磚外牆是當代新建的,用於保護內部原有的明代夯土城牆,倒塌的原因是由於近期連續大雨。為此,一些媒體和網友對城牆保護工程的施工質量提出了質疑,最大的問題就是——「為何新修磚牆先於古代土城牆損壞」?
倒塌原因:明代夯土城牆吸收了過多的雨水
筆者並不是工程專家,不善於解讀工程質量問題。但是,有關方面和專家做出的解釋卻非常合理——西安近期連續大雨導致雨水下滲,將牆內黃土泡軟後產生側壓力將牆擠向外側引發相關牆體坍塌。
明代的這些城牆,一般採用夯土包磚的建築形式。外層原有的磚頭在幾百年裡散失殆盡,為保護僅存的夯土內層,文物保護部門特意重新加上了外層包磚。
夯土,即將泥土壓實緊密作為建築材料,又稱幹打壘,是中國特有的古老建築方式,在五六千年前就誕生了。例如在湖南的七星墩,就發現了五千年前的夯土城牆。四五千年前的良渚文化和龍山文化,也大量使用了夯土工藝。使用夯土建築大型工程,需要大量勞動力從事高強度體力勞動,少則數千人,多則數萬人以上。所以,上古時代的大型夯土建築,也是我國進入文明時代的一個有力證據。
到了夏、商、周、秦、漢時代以後,中國古代各種宮殿、城牆、住宅、墓葬都大量使用夯土,包括萬裡長城、秦始皇陵、唐大明宮、元大都城牆、明清紫禁城都缺不了夯土。西安的明代秦王府以夯土為外牆主體,可說是古代建築業的傳統。
七星墩夯土牆址
但是,同樣使用夯土,在不同地區和不同時代卻有很大區別。南方潮溼,北方乾燥,因此在保障夯土結構強度的方法上有不同做法。
西安的明朝秦王府外牆包磚倒塌,恰恰證明了這段夯土城牆是根據六百年前北方乾燥氣候來建造的。在這種前提下,明朝城牆的黃土內層很難適應連日暴雨產生的浸水量。否則,這些城牆的傾斜度、包磚方法和排水措施,本可以參考南方的夯土城牆進行建築施工。
但是,不管是明代還是現代,建築和修繕城牆的人可能都沒想到,西安在短時間裡會出現了接近南方的降水量!有報導稱,西安近日曾出現了24小時降水量超過50毫米(數據來源:西安氣象臺8月12日警報)。相比之下,1971-2000年的8月份平均月降水量才只有70.8毫米。(數據來源:中國天氣網)
華夏氣候變遷:乾旱的明清,溼潤的隋唐和商周
熟悉歷史氣候學的人應該知道,中國近萬年來發生過多次冷暖交替的氣候變化。竺可楨院士為此做出過大量研究,並因此成為了我國古氣候學的奠基人。
總體來說,我國在五千年前的新石器晚期到三千年前的殷商時期,曾處於一個非常溫暖的階段,年平均溫度比現在高2℃左右。此後,我國的年平均溫度多次發生2-3℃的擺動。在商末周初、三國、南宋、明末清初等時期,均出現過寒冷階段,漢朝、唐朝和北宋則處於比較溫暖的階段。在歷史領域經常談論的「明末小冰河期」,就是其中的典型例子。
雖然「明末小冰河期」只發生在明末清初,但實際上的整個明朝和清朝都處於一個較長的「寒冷期」內,比隋唐時期要冷一些,更比不上殷商時期。在這種「寒冷期」內,溫度較低只是一個方面,北方降水量要比隋唐時期少得多,所以明清時代的中國北方普遍乾燥少雨。
舉例來說,由於氣候乾燥變冷,中國北方的農業經濟在明清時期開始逐漸落後於南方,而且植被大量減少,沙漠化也越來越嚴重。著名的毛烏素沙漠在明代不斷擴張,沙漠邊緣已經衝到了長城外側,沙丘幾乎與城牆等高。明朝政府被迫每年要花費大量人力財力來清除這些沙丘,確保長城防禦體系的安全。
另外,關中平原的歷史變遷也體現了氣候因素的作用。從西周到秦漢時期,關中平原由於溫暖潮溼,一直是中國的農業經濟中心,曾承載了大量人口。陝西的很多山區,當時還都是原始森林,生活著大量野生動物。據《逸周書》記載,周武王在滅商後的一次狩獵活動中,捕獲到「虎二十有二,貓二,糜五千二百三十五,犀十有二,氂七百二十有一,熊百五十有一,羆百一十有八,豕三百五十有二,貉十有八,麈十有六,麝五十,糜三十,鹿三千五百有八」。這些野生動物種類和數量之多,足以反映當時氣候的溫暖溼潤。
但是唐朝以後,關中平原由於環境惡化,農業經濟一蹶不振。元朝和明朝都一度試圖重點開發陝西,但由於降水量的減少,再加上黃土高原水土流失嚴重,關中地區一直都沒能恢復往日的盛況。
不過,近年來伴隨著植樹造林運動,陝西不少乾旱地區出現了降雨增加的現象。比如毛烏素沙漠邊緣的陝北榆林市,在大家的印象中一直是嚴重乾旱的,但在2016、2017這兩年的降雨量竟然達到了700毫米上下,甚至超過了西安市!
全球變暖,導致降水量線逐漸北移?
根據統計,2016年、2017年榆林市年降水量分別為725毫米和694毫米,同期的西安市則為456毫米和649毫米。雖然2018年、2019年榆林市年降水量明顯下降,但是榆林市近10年來的平均年降水量大大高於往年,已經是不爭的事實。此外,陝西省其他地區的年平均降水量也都有整體上升的趨勢。
在今年的世界氣象日裡,全球變暖成為重要話題。世界氣象組織發布《2019年全球氣候狀況聲明》顯示,2019年全球平均溫度比工業化前水平高出1.1攝氏度,2015年至2019年是有記錄以來最熱的5年,2010年至2019年則是有記錄以來最熱的10年。
中國工程院院士丁一匯曾專門指出,氣候變化正改變著全球和中國的水資源。他還表示,西北乾旱區正在變溼變暖,局部呈現暖溼化趨勢,雖然這些地區仍屬於乾旱和半乾旱的氣候帶,但是降水量在增加。
我們從大歷史角度也可以看出,地球氣溫升高往往意味著降水總量的增加。由於南北極和高山冰川的融化,大量水分加入到大氣水循環中,不僅可能促使海平面上升,也增加了陸地的降雨量。在一萬多年裡,由於降雨量的變化和海平面的升降,中國乃至全世界的人類發展史也都曾受到過很大影響。
例如,近萬年前的山東半島曾經被大海包圍,該地區實際上是「山東群島」。隨著氣溫變冷,地球大量水分重新凍結為冰川,海平面下降再加上黃河的泥沙淤積,最終在「山東群島」和太行山脈之間形成了華北衝積平原,進而成為中國北方的文明發源地。
同樣,在四千多年前由於氣溫上升,大量海水入侵內陸,內陸也出現嚴重的暴雨和洪災,在世界各地都出現了「大洪水傳說」。中國的良渚文明和不少上古文化就是在這場災難中退出了歷史舞臺,而「大禹治水」卻成就了華北地區的文明崛起。
在商朝滅亡後,中國的氣候總體上是逐步變冷變乾燥的,雖然在春秋、秦漢、隋唐、北宋分別出現過溫暖溼潤期,但也出現過西周末年、東漢末年、唐朝末年、南宋時期以及明末清初的「小冰河時代」。
隨著氣候的冷暖變化,中國內陸的降水量線也發生著移動變化。我們可以拿野生大象為例,古代的河南曾經被認為生活有大量野象,其實在殷商時期,連黃河北岸也有大象分布。但是到了西周時期,由於氣候變冷,中國大象的活動區域全面退縮到了長江一線。但是在漢朝、唐朝甚至宋朝,都一度出現過「大象現身河南」的例子,這也是降雨量線一度在這幾個時期向北回歸的跡象。到了明清時期,氣候進一步變冷乾燥,降雨量線也向南轉移,大象也最終退到了珠江流域。到了現代,野生大象僅在雲南還有殘存。
那麼,很多人可能會冒出一個想法:隨著氣候變暖,降雨量線再次向北轉移,中國的氣候環境可能會恢復到隋唐時期,甚至是商周時期。如果西安和關中平原的氣候,都恢復到古代的溫暖盛世,這應該是大好事吧?
氣候回歸隋唐時期甚至商周時期,一定是好事嗎?
客觀來說,中國的氣溫和降水量出現上升,在一定程度上確實可能回復到古時候某階段的氣候狀態。但即使恢復到隋唐甚至商周時的氣候,對人類社會卻未必都是好現象。
最關鍵的理由就是,人類社會對氣候的適應是一個動態平衡。氣候驟然變化,必然衝擊某個歷史時期已經穩定的動態平衡,並且帶來各種災難。
降水量顯著增加,也許對西北乾旱地區是好事,但對於南方多雨地區來說,就意味著洪澇災害更加嚴重。另外,氣候波動也可能加劇水循環分配的不平衡,讓乾旱的地方更旱,讓多雨的地方更澇。
另外,就算等溫線、降雨量線能夠較平穩的轉移,各地的自然環境變化也可能影響人們的生活。比如秦漢時期的中國南方,長期是熱帶、亞熱帶疾病多發的區域,一度被中原移民視為畏途。隋唐時代以後,隨著氣候變冷,南方地區反而變得越來越宜居,最終導致了中國經濟重心的南移。如果未來將這個氣候變化過程倒過來,那麼很多影響都是無法預知的。
不過,現代中國已進入了工業化時代,而且世界更熱的赤道地區也都已經人煙稠密。所以,我們也不必過於杞人憂天。
西安的秦王府城牆外皮倒塌,可以說是地球氣候變化給我們發出的一個信號。這個信號所代表的未來氣候預期,我們不能單純地看成「大好事」,也不必過分地擔憂。
不管溫度變化,還是降水量變化,對我們來說更多的應該是挑戰,同時也有機遇。未來不管發生好事還是發生災害,只有做好充足的準備,才能在未來做出更好的應對。
我們還是拿植樹造林為例:如果沒有幾十年的綠化工作,那麼當黃土高原突然出現大量降雨時,那麼出現的將是更多的水土流失,導致大量泥沙淤積黃河,從而促成更大的洪災。反過來,正因為綠化工作的存在,我們才能將降水量轉化為青山綠水的生命力,並且減少洪災的程度。
所以說,萬裡挑一的難得機遇,總是留給有準備的人。(作者:陶慕劍)