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蒙古人崛起是因為氣候好?——《科學月刊》

科學月刊_96
・2016/01/28 ・1505字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 557 ・八年級

劉昭民/前民航局氣象中心研究員,中研院科學史委員會委員,中華科技史學會會員,知名氣象、氣候史學家,著有《中國歷史上氣候之變遷》等書。

中國朝代的興衰,原來和當時的氣候有關!?

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Source: Shutterstock

根據中國歷史上氣候變遷之研究,可以知道長期乾冷的氣候會造成嚴重的旱災和饑饉,使饑民和塞外的民族鋌而走險,四出搶掠,造成政治動亂,甚至朝廷覆亡。相反地,如果是長期暖濕氣候,會造成農業收成良好,國勢強盛。宋朝末年蒙古人的崛起,便是拜良好的氣候所賜。

民國103 年3 月11 日,《聯合晚報》第七版國際焦點版,報導〈誰暗助成吉思汗?千年神木告訴你〉;同年3 月12 日《中國時報》第12 版國際新聞曾報導〈成吉思汗稱雄,好天氣是大功臣〉。這兩篇新聞報導,皆源自美國西維吉尼亞大學赫瑟教授和哥倫比亞大學彼得森教授的論文,他們在外蒙古杭愛山區,研究松樹的年輪,發現從西元1200 年代起,數十年間松樹的年輪較寬,顯示當時氣候較為溫暖多雨。暖溼氣候有利於牧草生長、牲畜繁殖,成吉思汗因而崛起漠北,締造蒙古帝國,成為史上武功最顯赫的征服者。

我們再根據國史上的文字資料,可以發現右頁上圖中標示「暖期4」者,為國史上第四個暖期,自南宋光宗紹熙三年(1192 年)至南宋端宗景炎二年(1277 年)的85 年,呈現夏涼冬暖的情況,相關史料如右。

一、南宋光宗紹熙三年(1192 年)夏霜,九月和州隕霜連連。冬大燠,潼州路不寒,氣燠如仲夏。

二、南宋寧宗慶元元年(1195 年)冬無雪。

三、南宋寧宗慶元二年(1196 年)冬無雪。

四、南宋寧宗慶元四年(1198 年)冬無雪。

五、南宋寧宗慶元六年(1200 年)五月無暑氣,凜如秋。冬燠,無雪,桃李華(花),蟲不蟄(蟲不冬眠)

六、南宋寧宗開禧三年(1207 年)冬少雪。

七、南宋寧宗嘉定元年(1208 年)冬無雪。

八、南宋寧宗嘉定四年(1211 年)冬燠而雷,無冰,蟲不蟄。

九、南宋寧宗嘉定六年(1213 年),二月雪,六月無暑氣,夜寒,冬燠無冰,蟲不蟄。

十、南宋寧宗嘉定八年(1215 年)夏大燠,草木枯,百泉皆竭,斗米百錢,江淮杯水數十錢,渴死皆甚眾。

十一、南宋寧宗嘉定九年(1216 年)冬無雪。

十二、南宋寧宗嘉定十三年(1220 年)冬燠無冰雪。越歲,春暴燠,土燥泉竭。

十三、南宋寧宗度宗咸淳七年(1271 年)六月大熱,秋冬無霜雪。

由以上的氣候史料,可見冬燠無冰的年數較多,是比較溫暖的時期。全真教的邱處機(1148~1227 年),1224 年寒食時在北京作春遊詩:「清明時節杏花開,萬戶千門日往來。」可見當時物候和今日相同。又由冬不雨、無冰、冬燠、春燠、冬無雪、夏無暑氣、夏霜、夏雪等紀錄來看,可見南宋後半期的85 年,其平均溫大約和現在平均溫相若,是為中國歷史上第四個暖期。暖濕氣候造成蒙古地區天氣溫暖多雨,冬季少雪,草木繁盛,農牧業比較興旺。蒙古軍隊也因此士飽馬騰,有助於蒙古軍隊東征西討,建立史上版圖最大的蒙古帝國。

再仔細分析,南宋末年以及元朝初期,正是中國歷史上第四個暖期,第二和第三個暖期曾造成漢唐兩朝長治久安、國勢強盛,而魏晉南北朝以及明、清兩朝的冷期,造成長期的社會動亂,所以說南宋末年蒙古人的強盛興起,良好的氣候是重要的因素。

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03〈本文選自《科學月刊》2015年6月號〉

延伸閱讀:
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你聞過下雨的味道嗎?讓我們一同探究它是怎麼產生的吧!

椀濘_96
・2022/05/04 ・3083字 ・閱讀時間約 6 分鐘

夏日雨季來臨,下雨前及正在下雨時,總能聞到一股特殊的氣味,濕濕的又有點清新,但大多時候卻不太喜歡,聞起來反而像霉味,甚至臭臭的,而我們總說那是「雨味」。

你是否也曾好奇過,這個形容不出、抽象的「下雨的味道」,究竟是怎麼產生的呢?

夏日雨季來臨總能聞到一股特殊的氣味,我們總說那是「雨味」。圖/Pixabay

最美的的英文單字 —— Petrichor 的由來

在經過漫長的乾旱季後,雨水落在乾燥土壤上時,混雜新鮮泥土與青草的氣味,這股聞起來令人愉悅舒爽的初雨清香,就叫 —— Petrichor。

撇除這樣優美浪漫的文學意涵,Petrichor 本身是個術語,專指下雨的氣味。

Petrichor 一詞首次出現在 1964 年的《自然》(Nature)期刊中,由兩位澳洲的 CSIRO(聯邦科學與工業研究組織)研究人員 Isabel Joy Bear 和 Richard G. Thomas 所創造。

該單字是由兩個希臘字「petra」以及「ichor」所組成;其中 petra 為岩石、石頭,而 ichor 則為希臘神話中神的血液。(聽起來就超厲害的!)

「岩石的血液」實際上是被大地吸收的植物油脂

而在該篇論文中,Bear 與 Thomas 揭露了令世人好奇許久「雨味」的來歷。顧名思義,Petrichor 一詞表明了此氣味來自於岩石內的液體,源自於兩人在實驗中證實,這個味道就是植物在乾旱期間分泌出的油,隨後這些油則被泥土、岩石吸收了。在乾旱時,油脂與泥土、岩石表面的其他化學物質相互發生作用,等到雨季來臨時,多種組合物的氣味被釋放出來。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。中文則將 Petrichor 譯為「潮土油」。

然而礙於當時技術尚未發展成熟,兩人尚未分解出該植物油脂的組成成分。

只要是泥土、岩石、石頭等,這些地面上物質的縫隙都有機會吸收植物所分泌的油,在下雨時也就有可能散發出此味道。圖/Pixabay

隔年(1965 年)Bear 與 Thomas 在《自然》上發表了另一篇關於 Petrichor 與植物生長的論文。

在長期處於乾旱或沙漠條件的地區迎來降雨時,植物種子萌發的反應會較迅速。因此兩人以此觀點帶入假設:該氣候條件普遍有利於 Petrichor 的累積,並從黏土(有黏性的泥土,內含多種礦物與金屬元素)和其他矽酸鹽礦物中釋放,兩者作為土壤的成分,似乎有可能伴隨著 Petrichor 內的一些物質,其可能對種子萌芽產生有利的影響。

然而,根據兩人實驗觀察,發現並非如此。

根據實驗結果所示,從礦物中提煉出的 Petrichor 顯著延遲了水芹、芥菜等種子的發芽和生長。此外,發現播種在濕潤後、原先為暴露在溫暖乾燥大氣條件下之材料的種子,與播種在未暴露或使用前已先經蒸氣蒸餾和烘乾之材料上的種子相比,發芽需要更長的時間、生長的速度更慢。

雨的味道其實細菌也有出一份力

在 Petrichor 一詞還未出現時,當時人們把下雨的味道形容為「泥質的氣味」( argillaceous odour) ,以表達下雨時所散發出的味道是來自土壤。

泥土中除了植物分泌的油外,還有細菌,也為「雨味」做了貢獻。

在土壤中的放線菌(Actinomyces)和鏈黴菌(Streptomyces),他們的代謝副產物——二甲基-9-烷醇(Dimethyl-9-decalol),該化學物質存在於孢子表層,並帶有泥土氣味,稱為土霉味(geosmin)或土臭素。那麼我們又是怎麼聞到土霉味的呢?

放線菌在長時間的乾旱時,代謝活動的速度會較慢;而在乾燥的環境下,細菌則製造孢子以利生存。當下雨前空氣轉為潮濕,泥土也變得濕潤,這能讓放線菌的代謝活動加速,因此也產生更多土霉味;等到下雨的時候,孢子因雨滴彈到空氣中,潮濕的空氣攜帶孢子飄散,便使我們聞到了土霉味。

孢子落在潮濕的土中則會變成菌絲的形態,土壤乾燥後又形成孢子,下雨時又再一次發生上述的過程,如此循環。

2010 年,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology , MIT)研究雨滴對土壤的影響時,也進一步分析出了 Petrichor 的產生機制 。實驗觀察後發現,當雨水落在土壤時會釋放被困在液體中的氣體——氣溶膠(aerosols)粒子,而這些粒子會與前面提及泥土中的放線菌等細菌、植物分泌的油相互作用,在雨滴衝擊下,進而迸發出我們所聞到的下雨的味道。

閃電分解氧氣形成臭氧也是其中一個味道來源

還有臭氧,也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。

閃電的高能量會將大氣中氧氣(O2)分解成獨立的氧原子(O),其中一些重組為一氧化氮,接著又與其他大氣中的化學物質發生反應,有時會產生由三個氧原子組成的分子——臭氧(O3)。因雷暴[1]的下沉氣流將臭氧從高處帶到接近地面的高度,使我們能聞到淡淡的、像是漂白水的臭氧氣味(也有人形容像青草味),預告著大雨來襲。

除此之外,弱酸性雨水和地面物質發生反應、雨後植物揮發的精油等,與雨滴、空氣相互作用後,都是產生氣味的來源。

閃電也是影響下雨時空氣氣味的因素之一。圖/Pexels

雨的味道可能暗示著某些訊息嗎?

這些被天氣攪動所產生的氣味,都可能傳遞著某些訊息。

有微生物學家認為,土霉味可能可以幫助駱駝找到通往沙漠綠洲的路,而駱駝則作為放線菌孢子的載體,幫助其散播。

至於人類,昆士蘭大學的人類學家對澳洲西部沙漠中原住民的文化做了調查研究。在當地,夏季之前來的第一場雨相當重要,濕潤的空氣混合了潮濕的樹葉油脂、尤加利樹、動物糞便和灰塵的氣味,而雨水能為袋鼠、鴯鶓[2]等動物解渴,沙漠也增添了幾分綠意。對他們而言,雨的氣味與綠意、生機有關,被認為是保護和清潔,也將世人與祖先聯繫著;學者將此稱之為「文化聯覺」(cultural synesthesia)。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。心理學家觀察到,儘管人類似乎對這些氣味沒有天生的反應,但我們確實會將之與自身的經歷聯繫起來。大雨可能帶來了潮濕、發霉的回憶,便不太喜愛雨味;對另一部份的人而言是淨化和提神的,從炎熱的天氣中解脫,大地也因雨水洗滌而有了生機、煥然一新。

在心理學上對於人類對下雨味道的喜好也做了解釋。圖/Pexels

下雨時的味道不單單只由一個事件構成,它很複雜、很多元,每個單獨氣味的背後都有著一套機制,說起來,不單單只有生物學,還搭配著物理學、化學、心理學等,在多方交織下而有了豐富的解釋和體驗。

待下次下雨時,你就可以和身旁的人問起:「你知道下雨的時候為什麼會有味道嗎?」

註解

註 1:雷暴指一種產生閃電及雷聲的天氣現象,通常伴隨著滂沱大雨。
註 2:鴯鶓(Dromaius novaehollandiae),別名為澳洲鴕鳥;是現存世上第二大的鳥類。僅分布於澳洲,為國徽上的動物之一。from wikipedia

參考資料

  1. 潮味、土味、青草味 有沒有聞到下雨的味道?——科學月刊
  2. Nature of Argillaceous Odour
  3. Petrichor and Plant Growth
  4. Aerosol generation by raindrop impact on soil
  5. Why you can smell rain
  6. Storm Scents: It’s True, You Can Smell Oncoming Summer Rain
  7. Why Does Rain Smell Good?
  8. 為什麼下過雨之後,地上會有個怪味?

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椀濘_96
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