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湿润中国,华北重回水乡?

2022-01-11 13:09:29


摄影|大浪关于中国东部气候变化的周期规律吉林大学教授杨学祥认为可以用“拉马德雷”理论来寻找答案“拉马德雷”(Lamadre )是一种高空气压流在气象学和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”(PDO)拉马德雷冷位相对应南旱北涝而暖位相则对应南涝北


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2021年的中国北方不同寻常

这个异常潮湿的夏季注定将记入历史

河南郑州一天下了一年的雨

死亡之海塔克拉玛干沙漠洪水肆虐

干涸25年的永定河全线复活

饱经沧桑的白洋淀再度碧波荡漾

华北大地似将重返江南水乡

一场气候巨变正在静悄悄地发生

湿润中国,华北重回水乡?

动画丨地理公社丨杜卓异

一系列信号表明,湿润中国可能正在成为现实。


华北曾经是水乡


“春湖落日水拖蓝,天影楼台上下涵”

一首山水诗

不仅记述了吴中才子文徵明

在北京生活的一段真实感受

也描绘了燕山脚下的明代北京

如同江南的美景


北京所在的华北平原

西有太行

北有燕山

东靠大海

既拥充沛水汽之来源

又兼降雨之特殊地形

原本清泉四溢

河湖纵横

可谓禽鸟翔集的北国水乡


湿润中国,华北重回水乡?

动画丨地理公社丨杜卓异

历史地理学家史念海先生考证,古代华北地区湖泊众多,面积广大,与现代长江下游相比亦不稍逊色。


曾经

在广袤无垠的海河大平原上

大清河

永定河

滹沱河

条条大河仿佛珠链

串起座座乡村和城市


孙犁《荷花淀》中

水鸟惊起的白洋淀芦花荡

管桦《小英雄雨来》中

蓟运河两岸遍地青纱帐

丁玲在《太阳照在桑干河上》中

有关涿鹿这个华夏文明肇始地

荡气回肠的描述

见证了华北大地曾经的

大河奔流

浩浩汤汤

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滹沱河发源于山西忻州繁峙县,全长587公里,是华北平原的主要河流。摄影|真真切切实实在在的


然而

20世纪80年代以来

随着季风雨带逐渐南移

华北平原陷入持续干旱


水库见底

21条大河断流

地下水累计超采1800亿立方米

相当于黄河三年的流量

华北平原地下水位

逐年下降

形成触目惊心的大漏斗


从1999年开始

北京连续经历12年干旱

燕山明珠密云水库

日渐萎缩

2004年蓄水量锐减到6.5亿立方米

不及高峰期的五分之一


(请横屏观看)

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切开长城要塞古北口的潮河是密云水库的两大水源之一,深秋时节,几近断流。摄影|李少白


在北京持续干旱5年之后

2003年12月30日

南水北调中线工程正式开工


2014年12月12日

历时11载

耗资2100亿

贯通四大水系的调水工程终于建成

来自丹江口水库的万顷碧水

跨越1432公里的漫漫征程

注入北京团城湖

一江汉水向北流

滋润着干渴的华北大地


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南水北调中线7年累计调水400亿立方米,受益人口达7900万。图为京石段渠道。供图丨南水北调宣传中心


在这条维系华北的生命血脉

贯通之前

北京的干旱状况

却悄然发生变化


2011年

北京的年降水量已达721毫米

比常年偏多四分之一

2012年的“7·21”特大暴雨

则正式拉开了

北京进入丰水期的大幕


一天之内

强降雨持续16个小时

全市平均降雨量170毫米

11个站的降水量打破纪录

这是自1951年有完整气象记录以来

北京最强的一次暴雨


湿润中国,华北重回水乡?

全市最大降雨点在房山区河北镇,460毫米的日降水量接近五百年一遇。供图丨新华社


“7·21”极端降水虽百年难遇

但绝非偶然

参照近30年的降雨平均值

北京市气象局气候中心主任郭文利认为

2008年以后

北京地区确有往多雨方向转变的趋势


此后降雨量的变化

证实了他当年的判断

截止2020年

北京已经连续13年

进入多雨年份

湿润中国,华北重回水乡?

制图丨地理公社丨杜卓异

1999年至2007年,北京连续九年干旱。2008年至2020年,连续13年多雨。


随着降雨的变化

密云水库的来水量逐年增加

2013年

蓄水量首破12亿立方米

2014年

南水北调建成之后

密云水库蓄水量增加更为迅速

2017年

首次达到20亿立方米

2020年

蓄水量恢复至24亿立方米

今年入汛以来

受持续强降雨影响

入库水量超过10亿立方米

是同期多年平均量的四倍之多

蓄水量达到33.71亿立方米

突破1960年建库以来的最高纪录


(请横屏观看)

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密云水库环湖一圈110公里,库容量为43.75亿立方米,相当于150个昆明湖。摄影|Seasky


北京的两大水盆

除了密云水库蓄水量屡创新高

官厅水库也起死回生

2007年

官厅水库来水曾创下新低

1.1亿立方米的蓄水量

已接近死库容


随着上游降水增加

官厅水库状况逐年改善

2020年

蓄水量达到6.4亿立方米

创下20年来新高

恢复活力的官厅水库

开闸放水

2.6亿立方米生态流量注入永定河


永定河边一行柳,依依长发故年春

(《关门柳》 唐 李商隐)

断流25年的北京母亲河

重现

水清岸绿

鱼翔浅底


不仅北京

在更为广阔的华北大地

21条主要河流

也正在恢复青春

白洋淀

衡水湖

七里海

水光潋滟

重现华北水乡的荣光

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制图丨地理公社丨杜卓异

海河流域是华北地区的主体,包括潮白河、永定河、大清河、子牙河、南运河五大支流。

滹沱河
海河三大支流之一石家庄引以为傲的母亲河
明清时期以至民国这里雨季水势一望无际旱季沙洲浅滩罗织至上世纪70年代上游来水锐减黄壁庄水库之下彻底断流沦为黄沙漫天的荒滩近年来
伴随着上游来水逐年增加
“霞明深浅浪,风卷去来云” ( 《晚渡滹沱赠魏大》唐 卢照邻) 一碧万顷水鸟翔集的滹沱美景重现冀中大地

(请横屏观看)

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滹沱河综合整治工程逐步建成160多公里的生态水系。摄影|穿花格子同学的衣服


华北明珠白洋淀

形成于第三纪晚期

为河北平原北部古盆地的一部分

143个大小淀泊星罗棋布

总面积达366平方公里

相当于60个西湖

“汪洋浩淼,势连天际”

( 清 高景)

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70年前,白洋淀军民依水而战的抗日事迹曾经孕育了《小兵张嘎》等“荷花淀派”革命文学。摄影|新华社


上世纪五六十年代

白洋淀的入淀水量为10亿立方米

到了八十年代仅为2亿立方米

1983年至1988年

连续5年干淀

1997年2004年

连续八年干淀

烟波浩渺的白洋淀

支离破碎

苟延残喘


近年来

随着入淀水量稳步增加

饱经沧桑的白洋淀

再度复活


湿润中国,华北重回水乡?

白洋淀泄而不竭,蓄而不盈,为海河流域蓄滞洪区。摄影|Dashi30new


白洋淀属大清河南支水系湖泊自古有“舟楫之利”清代至民国保定和天津之间的货物大多靠这条航线转运2016年以后随着雄安新区落子白洋淀通往北京的京安运河联通保定和天津的保天运河进入官方规划一旦蓝图绘就九河入淀下通津门经纬条贯脉脉相通 河网纵横千帆竞渡北国水乡终将梦想成真

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制图丨地理公社丨杜卓异

白洋淀接纳瀑河、唐河、漕河、潴龙河等九条较大的河流入湖,经赵王新河汇入大清河。



河流湖泊的变化

直接反映了降水量的增减

它们共同构成气候变化的

重要标志

国家气候中心的统计数据显示

近年来

华北地区年降水量明显增多

与此同时

南方地区的降水开始减少

在中国东部持续数十年的

“南涝北旱”降水格局

可能正在静悄悄发生逆转


南旱北涝


席卷西南的大旱
成为“南旱北涝”转折点的标志性事件
2010年由于南方长期降水不足全国六成水电告急广西水电机组九成瘫痪云南罗平60万亩油菜花海成为死海全省农业损失高达172亿元贵州黄果树大瀑布奄奄一息每天只在上午10时到下午4时少量放水供游客观赏其余18小时均处于断流状态

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云南石林县板桥乡小矣马伴村遭遇重旱,小麦绝收,田地荒芜。摄影|卢广


截止当年3月30日
耕地受旱面积1.16亿亩绝收1515万亩2425万人因旱饮水困难2010年西南大旱这是有气象资料以来
西南地区遭遇的最严重干旱可谓百年一遇

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制图丨地理公社丨杜卓异

西南大旱主要集中在贵州大部、云南东部、四川东南部、重庆南部及广西北部,其中贵州的旱情最为严重。


有关西南大旱的成因再次引发中国学界关于“南旱北涝”转变的讨论

李维京

中国气象局气候研究计划首席科学家

他认为中国的雨带

呈现出显著的年代际变化


上世纪五十年代到七十年代

中国夏季主雨带集中在北方

到了八十年代

主要雨带移至长江以南地区

进入21世纪后

尽管偶有反复

但是中国的降水带北移是整体趋势


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制图丨地理公社丨杜卓异

1951-1970年,夏季的降水主要集中在东北和华北。1971-1990年,夏季降水集中在江淮流域。1991-2010年,雨带北移至黄淮地区,北方降水又开始增加,形成南旱北涝的局面。


通过数据分析

国家气候中心主任宋连春发现

2009年之后

中国夏季主雨带已经移动到

华北南部至黄淮一带

2010年

华北降水量显著增加

2012年

东北显著偏多


2013年

我国南方地区遭遇罕见的

高温天气困扰

而东北地区却暴雨成灾

松花江流域出现1998年以来的

最大洪涝


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2013年8月16日,松花江流域出现特大洪水,遇难失踪人员达164人。摄影|Duijianping


钱维宏

北京大学大气物理系教授

通过120年的降水数据分析

他发现了南北旱涝的

转换周期


从1910年至1940年

夏季降水是南多北少

从1940年到1980年

夏季降水是南少北多

从1980年到2010年

夏季降水又回到了南多北少状态


不论是1910年到1980年

还是从1940年到2010年

南北旱涝的周而复始

周期恰好是70年


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制图丨地理公社丨杜卓异

从华北地区降水量累积距平百分率变化趋势上,可以看出1910年代末期至1940年代中期降水减少,1940年代中后期至1970年代末期降水增加,1980年代至21世纪前几年降水减少,之后降水又开始增加。


2013年

通过分析东部近千年的旱涝资料

钱维宏估计

随着华北开始回归湿润周期

2020年将进入降水高峰

发生洪涝灾害的概率会越来越大


2021年7月20日

一场世纪暴雨突袭郑州

小时雨强达到201.9毫米

打破中国大陆小时降雨量历史极值

单日降雨量552.5毫米

接近全年降雨量

突破1951年郑州建站以来的历史记录

在这场千年一遇的暴雨中

共有292人不幸遇难


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动画丨地理公社丨杜卓异

来自太平洋的暖湿气流,来自北印度洋孟加拉湾的西南暖湿气流,源源不断向郑州输送。


郑州此次特大暴雨

源于台风“烟花”和副热带高压气流的影响

大量的水汽通过偏东风

源源不断从海上输送到陆地

太行山区和伏牛山区的

特殊地形

对偏东气流起到抬升辐合效应

气流盘桓不前

终于形成超历史极值的

极端特大暴雨


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郑州三日降雨量达617.1毫米,相当于三天下了一年的雨。摄影|非来非去


值得注意的是

北方虽然年降水量少于南方

但大暴雨却常常发生在北方

自有气象记录以来

中国大陆最大的两次暴雨

均发生在北方


1977年8月1日到2日

在陕西与内蒙古交界的毛乌素沙漠里

降水量高达1400毫米

相当于北京两年半的降水量


排名第二的河南泌阳县林庄

1975年8月7日

受超强台风莲娜影响

日降雨量达到了1060毫米

滚滚洪水咆哮而下

板桥水库终于惊天一溃

山崩地裂

声震数十里

在6小时内向下游倾泄了

7亿立方米洪水

形成宽达15公里的洪流

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板桥水库溃口宽350米,出库瞬间流量高达7.9万立方米,接近三峡大坝的最大泄洪流量10.25万立方米。摄影|新华社


板桥溃坝之后

石漫滩等58座水库

如同多米诺骨牌相继溃决

60亿立方米洪水疯狂漫流

30个县市汪洋一片

1780万亩农田被淹

1015万人受灾

680万间房屋倒塌

100公里的京广线被毁

铁轨被扭成麻花状

这次举世震惊的溃坝惨剧

共造成2.6万人遇难

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距板桥水库最近的沙河店镇被夷为平地,计有827人遇难。摄影|新华社


河南"75·8"特大洪水

引发了世界上最为惨重的溃坝事件

根据观测数据分析

国家气候中心首席专家徐影认为

进入21世纪

极端气候可能会更加频繁

千年一遇洪水的发生频率

可能变为百年一遇


对于越来越多的极端天气

世界气象组织秘书长彼得里·塔拉斯认为

其根源还是气候的变化

原有的平衡被打破

在建立新的平衡过程中

必然伴随着极端天气的频繁发生


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郑州暴雨水泡车废弃集中停放地。摄影|大浪


关于中国东部气候变化的

周期规律

吉林大学教授杨学祥认为

可以用“拉马德雷”理论来寻找答案


“拉马德雷”(Lamadre )是一种高空气压流

在气象学和海洋学上被称为

“太平洋十年涛动”(PDO)

拉马德雷冷位相对应南旱北涝

而暖位相则对应南涝北旱

尽管准确时间稍有滞后和提前

但总体趋势基本吻合


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制图丨地理公社丨杜卓异

1910年至1940年夏季降水的南多北少,与发生在1925年—1945年“拉马德雷暖位相”对应;

1940年到1980年夏季降水的南少北多,与发生在1946年—1976年“拉马德雷冷位相”对应;

1980年到2010年夏季降水的南多北少,与发生在1977年—1999年“拉马德雷暖位相”对应;



南旱北涝的转换周期

大约为70年

新一轮转换大致始于

2008年

其主要标志是华北降雨的持续增加

以及伴随而来的极端天气

而在此前20年

一场更为剧烈的气候变化

其实早已在中国西北拉开了序幕


西北暖湿化


2010年8月7日22时甘肃舟曲县城东北部突降特大暴雨短短40多分钟降雨量达97毫米引发东北部山区三眼峪等四条沟系特大山洪地质灾害滚滚泥石倾泻而下 所经区域被夷为平地284人失踪1557人不幸遇难


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舟曲“8·7”泥石流长约5千米,平均宽度300米,平均厚度5米,总体积达750万立方米。摄影|大浪


自2003年以来

甘肃省因地质灾害死亡2580人

其中九成是因为

降雨引发的滑坡和泥石流

2011年

东乡县城“3·2”特大滑坡灾害

2012年

岷县“5·10”特大山洪泥石流灾害

2017年

陇南“8·7”特大泥石流灾害

这些造成重大损失的地质灾害事件

均与强降水有关


湿润中国,华北重回水乡?

陇南“8·7”特大泥石流受灾人数29.8万人,因灾死亡8人。摄影|陇南发布


甘肃地处西北地区东部

而舟曲、岷县等中东部的降水增加

始于2004年

在此之前

西北地区西部的新疆

以及河西走廊西部

早在上世纪80年代中期

降水就开始增加

并因此引发频繁的洪涝灾害

而1987年

成为这场气候巨变的转折点


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制图丨地理公社丨杜卓异

1956-2000年的45年间,新疆共发生大洪水56次,其中1987-2000年的14年间出现27次,占48%。而在总共28次的特大洪水中,1987-2000年发生21次,占75%。

2018年7月31日新疆哈密市沁城乡突降特大暴雨1小时最大降雨量 达到110毫米相当于当地两年的降雨量

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哈密暴雨造成20人遇难,8人失踪,8700多间房屋被毁。 供图|中新社


今年以来

新疆南部降水频繁


3月30日

焉耆大暴雨

24小时雨量达60毫米

4月19日

莎车降大雨

一日雨量相当于当月雨量3倍

6月15日

洛浦县在3小时内雨量达52.9毫米

超过了当地一年的平均降水量

7月29日

轮台县天山山脉普降暴雨

塔克拉玛干沙漠洪水成灾中国石化西北油田玉奇片区道路损毁3万套设备被淹没

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中石化地球物理公司SGC2128队在营地清理涉水的3万余套检波器。 供图|中国石化

叶尔羌河

新疆洪灾最多的河流

1999年8月

叶尔羌河出现了

冰川堵塞河谷而溃决的大洪水

卡群站洪峰流量高达6070立方米/秒

20多万亩农田被淹

8000多间房屋倒塌

伤亡人数达168人


为了解决叶尔羌河愈演愈烈的洪水灾害

2011年10月10日

阿尔塔什水利枢纽正式开工建设

2019年11月19日

总投资超过百亿的“新疆三峡”

下闸蓄水

千年水患一朝根治


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阿尔塔什水利枢纽总库容22.49亿立方米,设计洪水标准为1000年一遇。供图|中新社


在西北干旱地区兴修水利

通常是为了蓄水

而在降水稀少的青海西部柴达木盆地

那棱格勒河水利枢纽的兴建

与“新疆三峡”一样

更大作用是为了防洪


那棱格勒河位于柴达木盆地西南部

属台吉乃尔湖水系

上世纪80年代以来

随着格尔木地区降水逐年增多

洪水泛滥渐成常态

1989年

10亿立方米洪水冲入台吉乃尔湖区

2009年

2.5亿立方米洪水冲入西台吉乃尔湖

2011年

11亿立方米洪水再创新高

防洪坝相继决堤

采盐企业受损严重


2017年10月11日

格尔木有史以来规模最大的防洪工程

正式开工

那棱格勒河水利枢纽建成之后

将彻底解决台吉乃尔湖区的洪水泛滥


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那棱格勒河水利枢纽库容5.88亿立方米,相当于那棱格勒河天然年径流量的一半。供图|中新社


自2005年开始

青海东部的青海湖地区

降雨也开始增多

青海湖的水位连续16年上升

整体面积达到了4543平方公里

水位恢复至20世纪60年代初水平

上升幅度达3.47米


湿润中国,华北重回水乡?

制图丨地理公社丨杜卓异

近5年来,青海湖水位上升的速度加快,远远高于2005年前的水位下降速度。

2001年冰川学家施雅风院士敏锐地捕捉到西北降水数据的变化2002年他领导的研究团队首次提出西北气候由暖干向暖湿转型的科学推断 如今近20年过去了西北已呈现全面暖湿化的特征 温度上升降水量增加内陆湖泊水位显著上升洪水灾害频繁植被覆盖也明显增加


湿润中国,华北重回水乡?

2019年6月6日,无人机拍摄的黄土高原吴起县走马台村流动的云海,宛如仙境。摄影|陶明


西北暖湿化始于1987年

2020年已经全面扩展到

黄土高原

南旱北涝始于2008年

如今夏季降雨主雨带已转移到

华北地区


东西方向的大周期变迁

南北方向的小周期变迁

最终

在华北平原形成交汇


一场世纪气候变迁

或将在中国北方大地上演



湿润中国,华北重回水乡?

制图丨地理公社丨杜卓异

气候变化大小周期的叠加,让华北地区成为变化的中心。


关于气候转型的前景

综合考虑自然因素与人类活动

施雅风曾经作出过预测

2050年

西北各省区平均气温上升1.9℃

降水增加4%-34%


2050年以后至22世纪或更长时期

气温将级级升高

水循环不断加强

降水量增加趋势也长期存在

西北全境以至华北都会转向暖湿


湿润中国,华北重回水乡?

制图丨地理公社丨杜卓异

结合史学、物候、方志和仪器观测,中国现代气象科学奠基人竺可桢(1890年—1974年)将过去5000年的气候变化,大致划分为4个温暖期和4个寒冷期。



从温度变化曲线分析

中国目前的平均温度

已经与第三个暖期隋唐相仿


如果按照目前的升温幅度

则很可能在本世纪中叶逼近第二个温暖期

春秋战国和秦汉时期


预测至21世纪末

西北气温增幅可能达到2.67℃

相当于6000-7200 年前的

全新世大暖期鼎盛阶段

那时的北方大地

正值仰韶文化时期

黄河两岸长满青翠的竹子

野象在中原大地奔跑


湿润中国,华北重回水乡?

殷商时期,大象曾广布在中国300万平方公里土地上。摄影|Happy monkey


事实上

如今的河南地区

在距今三千多年前

曾是大象的栖息和繁衍之地


西周之后

大象逐渐退出黄河流域

宋元之际

在福建地区和岭南东部消失

明清之后

对温度十分敏感的野象

渐渐淡出岭南

只生存在滇西南地区

而如今

西双版纳是亚洲象的主要栖息地


湿润中国,华北重回水乡?

制图丨地理公社丨杜卓异

随着气候变冷,大象在中国开启了南迁的漫长旅程,从北至南逐渐隐退。


春江水暖象先知

2020年4月16日

17头亚洲象

离开西双版纳原栖息地

一路北上

在一年多时间里长驱500公里

直达昆明近郊


回溯漫长的时间河流

五千年前的中原大地

正是象群昔日的故土

据记载

春秋战国时期

因气候回暖一些象群亦曾经北上试图重返黄河流域 此时

云南野象北迁的奇幻旅程

或许

正是源自气候变迁对它们基因深处的召唤


湿润中国,华北重回水乡?

制图丨地理公社丨杜卓异

历史上,云南也曾发生过大象迁徙事件,最远到达过云南普洱。


如果说野象北迁

响应的是较大级别气候变迁

而宏观的气候震荡

主要来源于天体力学的周期变化


地球公转轨道

地轴角度

以及岁差运动的几何参数的

周期性变化

决定了地球以万年为周期的气候变化

20世纪初

塞尔维亚天文学家米兰科维奇

发现了这一规律

因此被命名为米氏循环


变化总是有迹可循

无数科学家们殚精竭虑

对气候变迁及趋势做出预判

如果西北暖湿化继续东扩

继而影响华北乃至整个中国

那么未来相当长的一段时间

北方的暖湿化趋势不会改变

从更为广阔的尺度来看

南方也会更加潮湿

多雨长江流域或许会重现

云梦泽冷暖周而复始沧海化作桑田

较大级别的气候转换过程中

必然伴随剧烈的动荡

因此极端天气在一定时期内

会成为新的常态生活

在地球上的我们永远不可能是旁观者

从很久以前到此时此刻有开天辟地的呐喊

有身处苦难的坚定有智者的才华与洞见

有勇者的热血与传奇

华夏儿女就这样步步前行

任风云变幻唯生生不息