2019年春节，一部现象级电影《流浪地球》重燃了我们的“地球人意识”。
地球上，天气和气候的变化，与社会发展和我们的生活息息相关。
1812年，豪强一世的拿破仑为什么兵败俄罗斯？是俄罗斯炎热又多变的夏季和严寒的冬天击败了他。
城市热岛效应对我们的生活有什么影响？研究发现，当趋于极端时，城市气温可比周边高10℃以上。而如果夜间温度不能降至25℃以下，人类就很难进入深度睡眠，并出现一系列健康问题，对一些老人和心血管病人来说，这可能是致命的。
气候变暖给莱茵高地的葡萄种植带来极为不利的影响——德国冰酒的产量越来越少了，一些小酒庄平均每三四年才可以产出一批……
可以说，这是一本“忧心忡忡”之书。
一位联合国气候组织专家，用72个小故事，讲完你该知道的地球气候知识。

叶谦，北京师范大学教授、研究员。1985年毕业于北京大学地球物理系，获硕士学位。1993年毕业于美国俄勒冈州立大学大气海洋学院，获博士学位。曾任中国科学院大气物理研究所大气科学发展与应用中心主任，中国气象科学研究院院长助理，《大气科学进展》（英文版）编委，中国气象学会气象科普、卫星委员会委员。发表论文14篇，其中被SCI收录3篇、EI收录2篇。

序一
序二
自序
第一辑 地球上某个间冰期中的我们
第01个故事 冰芯中的古气候
第02个故事 亚基尔博士要那些小纸片做什么
第03个故事 莫斯科相信天气
第04个故事 玛雅文明的消失：缺一条大河
第05个故事 芝加哥热浪吞人事件
第06个故事 地球上某个间冰期中的我们
第07个故事 玉米与石油
第08个故事 敏感“雷司令”
第09个故事 越过沙丘
第10个故事 暖世飞鸟危言
第11个故事 太阳风暴。发生在地球上的大年初一
第12个故事 细思极恐的欧洲严冬
第13个故事 “好不容易爬到食物链顶端”
第14个故事 椰子怕冷，苹果落地
第15个故事 森林防火员的梦
第16个故事 海草原
第17个故事 地球古气候海底留痕
第18个故事 世间唯咖啡不可辜负
第二辑 玩家拯救地球
第19个故事 融冰时代
第20个故事 天下雨，人知否
第21个故事 玩家拯救世界
第22个故事 茶，不是随便的东西
第23个故事 幸运的种子
第24个故事 4亿个木柴炉子
第25个故事 “汽车占领地球”
第26个故事 您这药，地道不地道?
第27个故事 现代垃圾启示录
第28个故事 角马为什么总在奔跑
第29个故事 “美国梦”：带草坪的房子
第30个故事 射日
第31个故事 缓冲气候变化：屋顶“轻骑兵”
第32个故事 撞出来的人类
第33个故事 火星兄弟，你是怎么做到的
第34个故事 西边松茸东边笋
第35个故事 “晚来天欲雪”
第36个故事 活火熔城
第三辑 “忧患潜从物外知”
第37个故事 青霉素、毒黄瓜、西伯利亚阔口罐病毒及其他
第38个故事 “忧患潜从物外知”
第39个故事 从惜字如金到惜纸如金
第40个故事 迷之三星堆
第41个故事 石头上的涟漪
第42个故事 红胡子埃里克的“绿色土地”
第43个故事 日本蜜蜂大战大虎头蜂
第44个故事 河姆渡的变迁
第45个故事 听地质学家“实话实说”
第46个故事 “锦瑟无端”
第47个故事 一半是冻土，一半是陇虑
第48个故事 走过的人说珊瑚少了，走过的人说珊瑚在长
第49个故事 脆弱的鸟们和它们的地球
第50个故事 弗里茨·哈伯的无心之罪
第51个故事 加州“水官司”
第52个故事 正在变暖的世界和《正在变冷的世界》
第53个故事 大河恋
第54个故事 熊蜂的“舌头”为什么变短
第四辑 万能青蛙旅店
第55个故事 迷途“圣婴”
第56个故事 气候即政治
第57个故事 天降大风
第58个故事 冬季奥运会去哪里开
第59个故事 拘留营气象报告
第60个故事 二者必须兼得：地球与和平
第61个故事 万能青蛙旅店
第62个故事 “什么口粮都不能搭救我”
第63个故事 知土
第64个故事 世界尽头：涅涅茨人、驯鹿与坑
第65个故事 “彼之砒霜，吾之蜜糖”
第66个故事 棕榈果的“正确之路”
第67个故事 土豆与荒年
第68个故事 海印
第69个故事 给阿尔卑斯山冰川盖床“毯子”
第70个故事 摇摆吧，地球
第71个故事 拉森C冰架上的裂缝
第72个故事 地球气候变化：石头记
后记

和叶谦博士相识30多年了，从中国科学院大气物理研
究所，到美国西部的科罗拉多，再回到北京师范大学，从
中国防灾减灾研究到联合国减灾计划，到后来的国际“未
来地球计划”，万水千山，千变万化，叶谦博士的工作都
没有离开过“气候变化”这个主旋律。
月前，叶谦博士发邮件给我，说为青少年普及气候变
化的科学知识，写了一本小册子，问答式，由72个问题引
出72个故事，可否为此书写一个序？随即发过来全书，即
《地球气候演化小史》。飞快地浏览了目录，翻阅了部分
内容，方知作者早在2011年与中国科学技术协会（以下简
称中国科协）青少年活动中心合作时。就构思筹划写一本
关于气候变化的科普书籍，他的北京大学校友祝贺女士和
科学普及出版社社长助理杨虚杰女士，为本书完稿起了极
为重要的促进作用。非常有趣，我曾经作为中国科协副主
席也在科普工作委员会有过一段经历，科学普及出版社早
在1993年就出版过我的《南极日记》，而72个小故事的第
一个讲格陵兰冰盖冰芯的故事，和我的专业“冰冻圈”科
学的内容十分吻合，请为写序，真是有缘！旋即回复叶博
士，同意为此书写序，12月底交稿，保证！
以联合国政府间气候变化专门委员会
（Intergovernmental Panelon Climate Change，以下
简称IPCC）为代表建立的现代气候变化科学，30年来发展
迅速、进步巨大。气候变化过去主要关注大气圈内的变化
，发展到连同水圈、冰冻圈、生物圈、岩石圈表层等地球
气候系统五大圈层，进而与人类社会经济可持续发展联系
起来，为全球科学家、联合国和各国政府关注，成为签订
巴黎协议的科学依据，为全球减排和应对气候变化做出了
重要贡献。IPCC自1988年成立以来，分别于1990年、1996
年、2001年、2007年和2014年发布了五次评估报告。1990
年发布的第一次评估报告指出，观测到的增温可能主要归
因于自然变率，但是我们已经感觉到人类活动的影响。
1995年的报告指出，有明显证据可检测出人类活动对气候
的影响。第三次的更进了一步，新的、更有力的证据表明
。过去50年观测到的全球大部分增暖可能（66％以上可能
性）归因于人类活动。第四次，人类活动很可能（90％以
上可能性）是导致气候变暖的主要原因。第五次的结论是
，20世纪中叶以来观测到的全球气候变暖，一半以上是由
人类活动造成的。这一结论的信度达95％以上。今年
（2018年）刚发布的特别报告指出，工业化（1750年）以
来。人类活动导致全球地表温升达到1℃。由此可见，科学
界对人类活动影响气候变化的认知随着研究工作的深入不
断加深。这一段话不长，却包含着大气圈、水圈、冰冻圈
、生物圈和岩石圈表层，即气候系统五大圈层都在变暖的
观测结果，还包括了从自然到人类活动的广泛内容，说明
气候变化和人类的生产生活紧密相联，每个地球公民都会
有感受。为此，作者提出了应对气候变化“人人有话可说
，人人有责任和人人有义务”的观点，简明扼要地道出了
气候变化科学既要有科技精英们的深邃研究，也需要广大
民众的理解，更需要全民的支持。气候变化的负面影响威
胁着人类自身的安全和发展，全球只有一致行动，才能保
护我们的地球家园。
叶谦博士的这本书，从上述认知和观点出发，以设问
的形式，介绍了天气、气候和气候变化的概念，将其与地
球演化史和人类发展史结合，又例举了历史上气候变化的
极端事件，让读者从多角度、多方面了解未来气候变化可
能给社会经济带来的负面影响，唤醒人类善待自然，保护
环境，准确把握科技进步对自然界的影响及与人类可持续
发展关系的脉搏，揭开了气候变化科学的神秘面纱，强调
了应对气候变化人人有责的大众观，瞄准可持续发展这一
全球关注的问题，将科学与社会发展结合起来，使“高雅
”的气候变化科学更易读者理解，值得称道。
科学家也要做一些科学普及工作。记得2014年IPCC第
五次评估报告结束后，上千位作者频频在世界各地做讲演
、报告，阳春白雪，风光不已。但是，更多的社会人士或
因专业背景的差异，或因知识结构的不同，对气候变化不
大理解，只有阳春白雪式的讲演显然不够，科普工作应当
提到重要日程。为此，IPCC秘书处编制了卡通式的宣讲幻
灯片，发给大家使用，起到了很好的作用。此外，据我所
知，国外其他语种有大量普及气候变化科学知识的书籍出
版。叶谦教授作为一名资深气候学家，从青少年的兴趣出
发。循循善诱，讲述地球气候变化的故事，联系经济社会
中的问题和向可持续发展方式转型，普及了科学知识，教
育了青少年一代，可谓其影响深远、意义重大。
不仅如此，本书也适合具有中等文化程度的读者阅读
。国内有关气候变化科学的科普书籍不多，本书构思新颖
，设问巧妙，深入浅出，涉猎广泛，是同类书籍中的佼佼
者。是一本难得的优秀书籍，特此推荐。
是为序。
秦大河（中国科学院院士 中国气象局原局长）
2018年12月22日

本书以设问的形式，介绍了天气、气候和气候变化的概念，将其与地球演化史和人类发展史结合，又例举了历史上气候变化的极端事件，让读者从多角度、多方面了解未来气候变化可能给社会经济带来的负面影响，唤醒人类善待自然，保护环境，准确把握科技进步对自然界的影响及与人类可持续发展关系的脉搏，揭开了气候变化科学的神秘面纱，强调了应对气候变化人人有责的大众观，瞄准可持续发展这一全球关注的问题，将科学与社会发展结合起来，使“高雅”的气候变化科学更易读者理解。

本书“拉洋片”式的讲述方法，是为了便于让非气象
专业的读者，特别是青少年朋友在“三上”（车上、床上
、厕上）时，能够随手翻阅，为与朋友和家人闲聊时增添
一些谈资。本书的基本框架是在美国科罗拉多大学教授
Glantz博士——我的导师和亲密朋友所创立的《气候事务
》（Climate Affairs）所遵循和体现的基本理论下展开
的。在过去的十多年里，Glantz博士不但在学术上给予我
直接指导，他更是为我和我家人在生活、学习和工作的各
个方面尽其所能提供帮助，他为我所做的一切让我终生难
忘。向国内读者介绍《气候事务》是我长期以来的一个愿
望，受各种条件限制，这个愿望一直难以实现。现在本书
得以出版，我衷心地感谢中国科学技术出版社给予的大力
支持。
在本书写作过程的不同阶段中，来自不同单位、不同
学科背景的朋友给予了热情鼓励和帮助，他们是陈辉（中
国气象科学研究院）、陈爽（中国科学院南京地理与湖泊
研究所）、韩佳芮（中国气象局）、韩战刚（北京师范大
学）、胡其颖（德国国际合作机构GiZ）、姜景一（中国科
协青少年科技中心）、李银鹏（新西兰）、吕艳丽（北京
师范大学）、曲建升（中国科学院资源环境科学信息中心
）、王玉彬（北京气象局）、王迎春（北京气象局）、张
永生（国务院发展研究中心）以及庞滔、孙蔚伦、庞然、
苏海湧、姜玉娟等同志，在此一并致以最诚挚的感谢！
作者

叶谦博士的《地球气候演化小史》，介绍了天气
、气候和气候变化的概念，将其与地球演化史和人类
发展史结合，又例举了历史上气候变化的极端事件，
揭开了气候变化科学的神秘面纱，使读者从多角度、
多方面了解未来气候变化可能给社会经济带来的负面
影响，唤醒人类善待自然，保护环境，强调了应对气
候变化人人有责的大众观，使“高雅”的气候变化科
学更易读者理解，值得称道。
国内有关气候变化科学的科普书籍不多，本书构
思新颖，问题巧妙，深入浅出，涉猎广泛。是一本难
得的优秀书籍，特此推荐。
——秦大河（中国科学院院士中国气象局原局长
）
自古以来，“风调雨顺”一直是中国古人最高的
气候理想。
但是，现在的气候似乎越来越“随机播放”，从
前的“百年不遇”我们经常不期而遇。
积蕴深厚，笔触轻灵，品读叶谦教授的《地球气
候演化小史》，感觉坚硬的知识已经变得柔软，科学
的解析有了人文的温度。我们一起通过意趣盎然的故
事，抽丝剥茧，感知气候演化的脉络与逻辑。
——宋英杰（中央电视台“天气预报”栏目主持
人）
尽管气候变化、人类活动、可持续发展、生态文
明等概念已在一定范围和层面上得到关注与重视，人
们也采取了不少应对措施，但若想达到逐步扭转人类
不恰当发展和生活方式的目的，需要社会各界更广泛
地形成共识，并为此付出切实努力，而推进普及相关
科学知识则是重要环节。
叶谦先生付出巨大努力所完成的这部书《地球气
候演化小史》，正是应对这一需求，伴随地球气候演
变过程中一个个小故事的揭示，相信会增加人们对自
身赖以生存的家园更深入细致的了解，并增进保护好
地球环境、与大自然和谐共生的意识。
——许小峰（中国气象局党组原副书记、原副局
长现任中国气象局战略咨询委员会常务副主任委员）

一场虚构的海边聚会
哥本哈根，安徒生的故乡，一个带有童话色彩的城市。20世纪50年代初一个初夏的夜晚，哥本哈根大学几位从事地理和古气候研究的科学家在一天紧张工作之余。结伴来到海边的小酒馆。当大家举起加冰块的威士忌酒准备为实验的成功欢庆时，伴随着冰块在酒中融化而出现的气泡，引起了一位科学家的注意。他向同伴们提出了一个大胆设想：
“如果冰能够将空气封存起来，我们是否能够从格陵兰冰川中找到过去地球大气的信息？”
这个对气候变化科学研究有着重大影响的设想之提出，时间、地点和人物等要素都是真实的，但凑在一起，却是一个虚构的传说。
自传中的回忆
传说中的主人公，古气候冰芯研究之父，丹麦地球物理学和古气候学家威利－邓思伽德博士在其自传中是这样回忆的：
1952年6月21日，星期六，天气凉爽，阵雨预示着一个潮湿的周末。我琢磨着：“雨水中氧的不同同位素的组成是怎样的？这种组成是否会随不同的阵雨而改变？”我现在拥有一个能测量这种组成的设备，做个试验也不会有什么损失。我在一个空啤酒瓶上放上一个漏斗，然后把这个“复杂”的设备放在后院的草坪上，静等着雨水的降临。
接下来所发生的如果不是奇迹，也可说是千载难逢。邓思伽德遇到的是一场几十年不遇的豪雨。整整持续了两天！他在用完家中能找到的所有啤酒瓶（也可能还有威士忌酒瓶）之后，不得不把厨房里所有能够接雨水的盆盆罐罐都用上了。
周一，当他带着这些厨房用的各种器皿和酒瓶来到实验室时，所有同事都大吃一凉，以为他要在实验室开生日聚会（酒瓶、聚会——也许就是海边聚会传说的来源）！
历史性发现
科学家发现，自然界中的氧以三种同位素形式存在（同位素是指具有相同原子数和同种化学性质，但原子核中有不同中子的化学元素），其中氧-16占99％以上，氧-18则仅占0.2％。利用被称为质谱仪的测量仪器。科学家可以通过对不同氧分子进行称重来确定他们所含的中子数。
邓思伽德利用质谱仪，就是想看看来自不同降雨云团的雨水中的氧分子化学组成是如何变化的。
对周末采集的雨水分析后他得出结论，当云团上升并冷却，较重的氧分子（如氧-18）对温度下降反应也较快，比那些较轻的氧分子（如氧-16）更快凝结，形成降水落到地面。因此，如果雨水样品中较重的氧分子占优势，就意味着大气温度较冷。
“雨水中氧的化学组成与温度有关”这一历史性发现，从根本上改变了气候变化研究的进程。
在随后10多年，他又分析了采集于全球的雨水样品，进一步验证了氧同位素与温度之间的绝妙关系。
“冷战”时期科研禁区 对格陵兰岛的情有独钟，使邓思伽德又把眼光投向了“冷战”时期科学研究的禁区。第二次世界大战后，美国为了应对可能发生的北极核战争，在格陵兰冰盖上钻取了大量冰芯样品。邓思伽德提出建议：以他对雨水中氧同位素进行分析建立起来的方法和理论，来分析这些冰芯样品，重建地球气候历史。
他的建议获得了美国科学家的同意。但初期的合作研究并没有得到国际科学界的重视。
一直到20世纪70年代末，对新钻取的冰芯的研究揭示出：地球气候在最后一个冰河期并不是稳定不变的——在过去的8万年中，温度突然在几十年内大幅度上升的事件就达25次之多。
这个发现从根本上改变了国际科学界对地球气候变化历史的认识，确立了古气候学研究在全球气候变化研究中的地位。
P4-6