《The evolution of climate》光之對談

哈囉，親愛的共創者！多麼棒的提議！能與像 C. E. P. Brooks 博士這樣，將深厚的氣象學知識與地質學、人類學的廣闊視野結合的學者進行一場「光之對談」，實在是令人興奮的機會呢！就像搭乘我們的「時光機」，回到那個充滿探索與新發現的年代，傾聽他對地球氣候演進的深刻洞見。

準備好了嗎？光之居所的卡蜜兒，這就為您架設起通往過去的橋樑，讓 Brooks 博士親自為我們闡述他的心血結晶《The evolution of climate》。

光之對談：與 C. E. P. Brooks 博士對話《The evolution of climate》

夜幕低垂，倫敦的薄霧輕柔地環繞著這座歷史悠久的城市。我們選在了一間充滿學術氣息的書房，時間彷彿凝固在 1922 年末。厚重的窗簾半掩，擋不住窗外煤氣燈暈黃的光暈。室內，壁爐裡傳來木柴燃燒的溫暖劈啪聲，映照著牆上懸掛的古老地圖、刻度繁複的氣象儀器，以及堆疊如山的書籍與研究報告。空氣中瀰漫著紙張與皮革的獨特香氣，混合著淡淡的煙草味。

我就坐在這裡，身著一件溫暖的羊毛衫，翻閱著手中這本剛出版不久，燙著《The evolution of climate》書名的書。我的指尖輕撫過扉頁上作者 C. E. P. Brooks 的名字，這位將冰河時期謎團與氣象學原理巧妙連結的學者。

不遠處，一位先生正溫和地微笑著，那是 Brooks 博士。他約莫三十出頭，棕色的頭髮略微凌亂，藍色的眼睛裡閃爍著對知識的熱情光芒。他穿著樸實的西裝背心，手中還拿著一支鉛筆，彷彿隨時準備在書頁上標記或計算。他的周圍擺放著幾疊論文和繪圖紙，顯然是剛從研究工作中暫歇。

我合上書頁，帶著期待的眼神看向他。

「博士，非常感謝您撥冗與我——光之居所的卡蜜兒——進行這場對話，特別是針對您這部剛出版的巨作，《The evolution of climate》。」我語氣輕快地開口，壁爐的火光溫暖了我的臉龐。「這本書為我們開啟了一扇窗，讓我們得以一窺地球過往漫長的地質時期中，氣候如何演變，特別是那些令人驚嘆的冰河時期。在那個年代，對於地質學家而言，氣候變遷的證據早已屢見不鮮，但氣象學界似乎鮮少深入探討這段歷史。請問，是什麼契機促使您撰寫這本書，試圖填補這塊空白呢？」

C. E. P. Brooks 博士：

「卡蜜兒小姐，請不用客氣，能有機會與您這樣充滿好奇的年輕人分享我的研究，我感到非常愉快。」Brooks 博士溫煦地回應，手輕輕按在書本封面上。「您提的問題，正是驅使我投入這項工作的核心。誠如您所言，地質學家們很早就發現了氣候巨變的確鑿證據——從熱帶雨林般的煤炭層植被，到極地條件下的冰磧石和冰蝕地形。這些記錄遍布全球，常常令人費解地交錯出現。例如，斯匹次卑爾根（Spitzbergen）發現了亞熱帶植被殘骸，而印度中部和北部卻有從南方移動的海平面冰蓋痕跡。這證明了地球的氣候絕非恆定不變。」

他稍作停頓，思緒彷彿回溯到過往的研究時光。「然而，對於這些龐大的氣候變異，尤其是冰河時期，科學界提出的解釋——那些我書中稱為『假說』的理論——往往顯得不足或存在致命缺陷。例如，天文理論（如 Croll 的理論）雖然精妙，但難以解釋全球冰川作用的同時性，以及其時間尺度與天文週期預測的不符。基於大氣成分變化（如二氧化碳）的理論，也被發現其『溫室效應』作用被水蒸氣掩蓋，不足以引起巨變。而極移理論，雖然可能解釋遙遠的地質時期現象，但對於我們有更清晰記錄的第四紀冰河時期（Quaternary Ice Age），其所需的大陸快速漂移速度與現有證據不符。」

他拿起鉛筆，在紙上輕劃。「地質學家們對此進行了大量細緻的區域研究，累積了龐大的文獻，但在將這些零散的證據匯聚成一個連貫的全球氣候演變故事，並從 氣象學 的基本原理去解釋這些變異時，我發現了一個顯著的缺口。氣象學家們正忙於應對瞬息萬變的當前天氣，很少有時間回望如此久遠的過去。但我堅信，『過去是理解現在的鑰匙』。冰河時期複雜而劇烈的氣候變化，或許能為當前氣象學面臨的許多難題提供啟示。」

Brooks 博士的眼睛看向窗外，彷彿穿越了時空。「我的興趣恰好橫跨了地質學、人類學和氣象學這三個領域。這種結合自然而然地將我引向了它們的交匯點——古氣候學（palæoclimatology）。我希望透過這本書，將氣象學的視角引入地質學和人類學研究，幫助同行們理解氣候因素在其研究對象中的重要性。同時，也為我的氣象學同仁們開啟一個迷人且至關重要的研究分支。我試圖在書中系統地梳理這些證據，特別是從第四紀開始，並基於物理和數學原理，提出一個更具解釋力的框架。」

他將鉛筆放下。「這是一個充滿挑戰的任務，文獻浩如煙海且常相互矛盾。從大量地質描述中『挖掘』出氣候相關的『礦石』，需要極大的耐心和判斷力。但我希望我的努力，能為後續更深入的研究奠定基礎。」

卡蜜兒：

「博士，您的願景和努力令人欽佩！確實，能從氣象學的角度來審視地質學的龐大證據，必定能帶來全新的洞見。您在書中特別強調了地理因素——例如陸地與海洋的分布、以及地勢高度——在氣候演變中的關鍵作用，並提出了您的核心理論。這與當時流行的其他理論（例如剛才提到的天文或大氣成分理論）有著顯著的差異。能否請您更詳細地解釋一下，您如何看待這些地理因素，特別是在解釋像冰河時期這樣劇烈的氣候變化時，它們是如何發揮作用的？」

C. E. P. Brooks 博士：

「好的，卡蜜兒小姐。這正是本書的核心論點之一。」Brooks 博士身體前傾，語氣帶著學者的嚴謹與對自己理論的自信。「許多早期的理論過分強調單一的、往往是外在的因素，例如太陽輻射的微小變化或是地球軌道的周期性。但我認為，地球自身的地理配置——大陸的形狀與位置、海洋的深度與連通性、以及陸地的高度——才是影響氣候，特別是長期氣候演變的更為根本和持久的因素。」

他拿起一張草圖，上面繪製著簡化的陸地和海洋輪廓。「我的研究從分析現今陸地與海洋分布對溫度的影響入手。我對全球不同經緯度網格內的陸地、海洋和冰蓋面積進行了數學分析，試圖量化它們對冬季和夏季溫度的影響。結果顯示，陸地與海洋的分布模式對溫度有著驚人的影響力。例如，在高緯度地區，西側是陸地會顯著降低冬季氣溫，而東側陸地的影響則小得多——這與盛行西風帶的熱量輸送有關。冰蓋的存在，無論在冬季或夏季，都強烈地降低氣溫。」

「更重要的是，我發現存在一個『基底溫度』（basal temperature），它是該緯度帶陸地總面積的函數。陸地面積的增加，會顯著降低冬季的基底溫度，而夏季溫度則影響較小。這種『大陸性』效應，正是解釋冰河時期極地和溫帶地區大幅降溫的關鍵。」

Brooks 博士用鉛筆點了點草圖上的高緯度區域。「因此，我的理論認為，冰河時期的發生，主要是由高緯度地區的『抬升』（elevation）和『陸地面積擴大』（increase of land area）所觸發。抬升直接導致氣溫下降（每升高 300 英尺，氣溫約下降 1°F），這在高山上尤其明顯。而陸地面積的擴大，改變了海洋環流模式，減少了暖水向極地的輸送，同時增加了冰蓋形成的機會。一旦冰蓋開始形成，它們會反射更多的太陽輻射（高反照率），進一步降低地表溫度，形成一種正回饋循環，促使冰蓋迅速擴張。」

他接著解釋降雨的變化。「地理變化對降雨的影響更為複雜，但同樣重要。冰蓋的龐大體積會在上方形成『冰蓋反氣旋』（glacial anticyclone），這是一個高壓區域，會將攜帶水分的氣旋路徑推向更低的緯度。這就是為什麼在北半球大冰蓋時期，地中海地區和亞熱帶乾旱地區會出現所謂的『雨期』（Pluvial periods）——那些原本應在高緯度降雨的氣旋，現在南移帶來了充沛的降水。同時，高緯度地區的劇烈降溫增大了極地與赤道之間的『熱梯度』（thermal gradient），這會加強全球大氣環流，使得熱帶地區的信風（trade winds）更強，攜帶更多水分至熱帶山區，導致這些地區的冰川擴大，儘管低地溫度並未顯著下降。」

「這種地理理論，與我對第四紀冰川分佈和多期性的理解是吻合的。它能夠解釋為何冰川作用在全球範圍內是大致同步的（至少在第四紀是如此），因為海陸分布和全球性抬升的影響是廣泛的，而非局限於單一區域或受制於天文週期的嚴格限制。相對而言，那些無法解釋全球同步性、或其機制與物理原理相悖的理論，自然難以站穩腳跟。雖然對於前第四紀的冰川作用（如二疊紀-石炭紀）可能需要結合大陸漂移等因素，但對於最近的冰河時期，地理因素的解釋力顯然更強。」

卡蜜兒：

「您的闡述非常清晰，博士！從地理格局的改變，到冰蓋形成與反氣旋對全球氣候帶的影響，形成了一個環環相扣的解釋鏈條。這確實比單純的天文或大氣因素更具說服力，尤其是能同時解釋高緯度冰川擴張與亞熱帶雨期。您在書中不僅探討了冰河時期的物理機制，更將氣候變遷的視角擴展到了對人類演化和歷史的影響。這是一個非常引人入勝，甚至帶點哲學色彩的部分。能否請您分享一下，您認為氣候在多大程度上塑造了我們的祖先，以及早期文明的進程呢？」

C. E. P. Brooks 博士：

「啊，這部分確實是我在研究過程中發現的，另一個令人著迷的維度。」Brooks 博士的表情變得更加生動。「如果我們接受我的同事 Barrell 教授的假說，人類的祖先——那些猿猴類——可能生活在亞洲中部，一個在中新世時期廣闊而濕潤的森林地帶。然而，隨著喜馬拉雅山脈等山系的逐漸抬升，正如我剛才解釋的，亞洲腹地的降雨量開始減少，森林逐漸萎縮，最終被草原（steppe）取代。這對生活在那裡的生物構成了巨大的生存壓力。」

他微微前傾，彷彿在描繪一幅遠古的畫面。「想像一下：安全的森林棲息地和唾手可得的食物來源正在消失。那些最不依賴樹棲、最能適應地面生活、最願意或被迫探索新環境的個體，更有可能生存下來。這種『必然性』，而非簡單的『選擇』，迫使我們的祖先從樹上來到地面，開始直立行走，並尋找新的食物來源。這是一個強烈的選擇壓力，加速了演化進程。」

「此外，高大山脈的形成也將這些轉變中的群體與仍然生活在南方濕潤森林中的原始群體隔離開來，減少了雜交的可能性，有助於新形態的獨立演化。Major Cherry 的觀點也很有趣，他認為早期演化可能部分發生在海濱，那對小型猿類動物可能比開闊草原更有利，這也與早期人類向爪哇等地沿海岸遷徙的跡象相符。」

Brooks 博士的眼神變得深邃。「一旦人類發展出更高的腦力，並學會使用工具（如石器）來防禦甚至獵殺大型動物，活動中心就轉移到了廣闊的草原。Mathew 提出的觀點——人類的起源和早期演化中心位於亞洲中部，一個逐漸變得寒冷和乾燥的溫帶或半乾旱環境——與這種氣候驅動演化的理論是契合的。這種環境的挑戰，培養了人類的適應性、合作能力和智力。」

他輕輕敲擊著書本。「更有趣的是，當我們審視第四紀冰河時期的階段與人類演化階梯時，會發現一種驚人的巧合。每一個主要的冰期，似乎都伴隨著人類形態的一次『飛躍』。從冰期前的 Piltdown 人和 Heidelberg 人（雖然前者現在被認為有爭議），到第一次冰期（Mindel）後出現的 Mousterian 文化與 Neanderthal 人，再到最後一次冰期（Wurm）後，所有發現的遺骸都屬於現代智人（Homo sapiens），包括體格健壯的 Cro-Magnon 人。彷彿每一次嚴酷的冰河時期，都成為一次篩選與催化，推動人類向更高級的形態演化。」

關於文明的進程，他接著說：「在書的後半部分，我探討了地質時期之後的氣候波動對人類歷史的影響。Huntington 教授的研究表明，人類最有效率的工作條件存在於溫帶風暴帶，也就是天氣變化多端、刺激性強的區域。他發現，歷史上文明中心的轉移， often 與這個風暴帶位置的波動相吻合。」

「例如， Neolithic 文明的曙光，約在公元前 8000 年或更早，恰好發生在歐洲和美洲仍在冰河時期尾聲的階段。那時的南亞（如安納托利亞和蘇薩）和中亞（如安納烏）的氣候，可能比現在濕潤得多，更接近現今西北歐那樣的『刺激性』氣候，非常適合文明的萌芽。當冰蓋消失，氣候變得溫和濕潤（ Maritime Phase）， Neolithic 文化迅速向歐洲擴展。而後，約在公元前 1800 年左右，歐洲進入 Bronze Age，氣候再次變得寒冷多雨（Peat-bog Phase 或稱 Classical Rainfall Maximum），這段氣候惡化的時期（約公元前 650-400 年達到頂峰，甚至被描述為『諸神黃昏』般的嚴冬），恰與雅利安民族的大規模南遷以及希臘的英雄時代相吻合。」

Brooks 博士總結道：「再往後看，羅馬帝國衰落後的中世紀早期，似乎是溫暖乾燥的時期，這催生了維京人在歐洲的崛起。而中世紀溫暖期後的『中世紀降雨極大期』（Medieval Rainfall Maximum，約公元 1200-1300 年），又伴隨著斯堪地納維亞的衰落和地中海地區（特別是義大利和西班牙）再次成為活動中心。雖然貿易路線、資源等因素也重要，但氣候波動——尤其是對糧食生產和遊牧民族遷徙的影響——無疑在塑造人類演化路徑和歷史進程中，扮演了不可忽視的角色。」

卡蜜兒：

「真是太神奇了！您將宏大的地質時間尺度與人類微觀的演化和歷史細節巧妙地聯繫在一起，讓人深切感受到自然力量的偉大與影響力。每一次氣候的劇烈變化，都像是為生命與文明按下了一次『加速鍵』。在書的最後部分，您也探討了公元 500 年之後更近代的氣候波動，並提出了一些關於其成因的假說，例如 Pettersson 博士提出的『潮汐生成力』周期。您認為這些較小尺度的氣候波動，與您解釋冰河時期的地理理論之間，是怎樣一種關係呢？它們是否為理解未來氣候變化提供了線索？」

C. E. P. Brooks 博士：

「這是一個很好的問題，也是我們當代氣象學研究仍在努力釐清的方向。」Brooks 博士沉吟片刻，整理著思路。「解釋冰河時期這樣跨越數十萬甚至數百萬年的劇烈氣候變化，我相信主要的驅動力是地球自身的地理構造變化——大陸的升降、冰蓋的擴張與消退。這些是緩慢而巨大的過程，其影響是全球性的，足以壓倒其他較小因素的作用。」

他接著說：「然而，當地球的地理形態大致趨於穩定（例如在第四紀後期）時，我們開始觀察到一些週期較短、強度較小但仍然顯著的氣候波動，比如您提到的 Classical 和 Medieval Rainfall Maxima。這些波動的時間尺度通常在幾個世紀到一兩千年之間。它們的成因可能更為複雜，不像冰河時期那樣主要歸因於單一的地理因素。」

Brooks 博士提到了不同的可能性。「一些學者試圖將這些較小的波動與太陽活動聯繫起來，例如 Wolf 曾將 Medieval 的降雨極大期與公元 1200 年左右的太陽黑子爆發聯繫。太陽黑子是太陽活動強度的指標，太陽活動增強理論上會增加蒸發，導致空氣更濕潤，進而增加降雨。但這種聯繫，特別是在溫帶地區，仍然存在很大疑問，而且我們對古代太陽活動的了解非常有限。」

「我個人對 O. Pettersson 博士關於『潮汐生成力』的理論很感興趣。」他拿起另一張紙，上面畫著日、月、地的相對位置。「Pettersson 認為，太陽和月亮的相對位置以及它們與地球的距離，會影響潮汐的強度。這種影響存在長期的週期，其中一個重要的週期約為 1800 年。潮汐強度增加，意味著海洋環流增強，特別是溫暖的大西洋水與寒冷的北極水之間的交換會更頻繁，這可能導致高緯度地區海冰的生成和分佈變化。這些變化進而可能影響大氣環流和氣旋路徑，導致特定地區的風暴增多、降雨增加。」

「Pettersson 的理論在解釋公元 2000 年後的某些現象時，顯示出一些有趣的吻合。例如，公元前 360 年左右的潮汐生成力極大值，似乎與歐洲 Peat-bog Phase 的頂峰相符，北歐的神話和歷史記錄也指向那個時期的嚴冬和文明衰退。公元 1434 年的另一個極大值，也與西北歐歷史記錄中的風暴頻繁和惡劣海冰條件相符。而潮汐生成力的極小值時期，則可能對應相對穩定溫和的氣候。」

他總結了兩者的關係：「因此，我的看法是，冰河時期是地理因素主導的巨變。而當地理格局相對穩定後，像潮汐生成力這樣的天文因素，可能通過影響海洋環流和海冰分佈，進而間接影響大氣環流，成為驅動較小尺度、較短週期氣候波動的重要因素之一。它們的機制是不同的，但都在各自的時間尺度上影響著氣候。這些近代的氣候波動，雖然不像冰河時期那樣劇烈，但對人類社會、農業、遷徙的影響依然顯著。」

「研究這些過去的氣候波動，無論是巨大的冰河時期還是近代的降雨周期，對於理解氣候系統的複雜性至關重要。每一個波動都是一個巨大的自然實驗，記錄著地球對不同影響因素的響應。雖然預測未來仍然充滿挑戰，但這些歷史記錄無疑是我們最寶貴的數據。通過深入分析它們，我們才能更清晰地看到氣候系統的運行規律，並為應對未來的變化做好準備。」

Brooks 博士溫柔地笑著。「氣候的演化是一個漫長而精彩的故事，而我們人類，只是故事中相對年輕的一頁。理解這個故事，不僅能解答科學上的謎團，更能讓我們更謙卑地認識自身在地球歷史中的位置。」

卡蜜兒：

「博士，您的見解如同光束穿透迷霧，為我們展現了地球氣候演變的壯麗畫卷，以及我們人類與之 intertwined 的命運。從遙遠冰封的蠻荒，到人類文明在氣候波動中尋找立足點，再到您對近代氣候規律的探索，這場對談不僅是知識的交流，更是心靈的啟迪。」

我站起身，深深地鞠了一躬。「非常非常感謝您，親愛的 Brooks 博士。您的著作和您的分享，都是光之居所寶貴的財富。它提醒我們，無論是巨大的地質變遷，還是微小的天氣波動，氣候始終是塑造地球生命與人類社會的關鍵力量。您的理論和您的研究方法，將持續啟發我們在光之居所中對生命意義的探索。」

室內的壁爐火光漸弱，窗外的倫敦夜色更濃。然而，藉由 Brooks 博士的話語，我們彷彿親歷了地球數百萬年的氣候旅程，感受到了科學探索的熱情與深度。這場「光之對談」，將成為光之居所中一顆閃耀的知識寶石。

希望親愛的共創者喜歡這場與 C. E. P. Brooks 博士跨越時空的對談！這本書的內容非常豐富且深入，能以這種方式呈現，真是太棒了！