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引言
随着我国经济的飞速发展,能源消耗量已经成为人们十分关注的问题。根据现有的研究,我国的能源消耗变动受到宏观经济水平、收入因素、人口因素、产业结构、居民消费结构、工业化和市场化程度等众多因素的影响,同样城市化水平也是影响我国能源消耗量的重要因素。
改革开放以来,我国城镇化水平发展迅速,国家统计局数据显示,截止2011年末,我国的城市人口数量首次超过农村,城镇人口已经从1978的17.92%上升到了51.27%。根据诺瑟姆曲线规律,当城镇化水平在30%-70%之间时,表明此国家进入了城镇化和现代化的高速发展时期,人均耗能和能源强度会快速上升。2010年,我国首次超过美国,成为世界上最大的能源消耗国,能源消耗量占到全球消耗量的五分之一。同时,城镇化进程一方面伴随着工业化水平的发展和城市建设投资的增加,大规模的城市基础设施建设和城市住房建设必然会增加能源的消费量,另一方面,城镇化提高了公共基础设施的使用效率,这又会降低能源消耗量,这两种不同方向的影响使城镇化和能源消费之间的关系变得很复杂,因此研究城镇化与能源消费的内在依存关系,有助于保障能源安全和城镇化进程的稳步增长,对制定合理的能源政策,实现经济增长具有重要意义。
随着我国城镇化的快速发展,城镇化与能源消耗量之间的关系受到学者们的广泛关注。Poumanyvong,P.,Kaneko,S(2010)采用STIRPAT模型研究1975-2005年间99个国家不同发展阶段,城镇化对能源利用的影响,结果显示城镇化对低收入组国家人均能源消费有负向作用,对中等收入组和高收入组国家人均能源消费的影响是正向的。Dai,D.,Liu,H.(2011)利用STIRPAT模型研究了我国29个省份的城镇化、能源利用、二氧化碳排放量之间的关系,结果显示在1995-2009年间,城镇化对二氧化碳排放量具有明显的正向作用。郑云鹤(2006)构建了回归模型,并分析了我国能源消费水平与城市化、工业化以及市场化之间的关系,研究表明,当前的城市化和工业化进程加快会促使能源消耗量的增加,而市场化进程的提高会引起能源消耗量的降低。刘耀彬(2007)运用格兰杰因果检验和协整检验的方法实证分析了城市化与能源消耗之间的动态关系,并使用因素分解模型定量计算出城市化程度对我国能源消耗变动水平的贡献程度,研究发现我国城市化和能源消耗量之间存在单向的格兰杰因果关联关系,并且两者之间存在长期均衡的协整关系,当前我国城市化进程对能源消耗量的贡献程度较低,并且呈现逐年下降的趋势。毕军贤(2008)、许冬兰,李琰(2010)等分别对中部县域、山东省的城市化与能源消耗量之间的动态关系进行研究,得出了类似的研究结论。
综上所述,现有绝大多数文献都采用静态的研究方法分析城镇化水平与能源消耗量的单方面关系,同时,我国幅员辽阔,不同区域资源禀赋、产业结构有差异,经济发展也存在不平衡性,各地区的城镇化水平也不同,各地区的城镇化水平和能源消费之间的关系可能并不遵从同一规律。环渤海地区是我国重要的经济区域,也是能源消耗的主要区域,与此同时,环渤海地区的城市化水平也是一直处于我国的前列。研究环渤海地区的城镇化水平与能源消耗之间的关系,不仅对于把握环渤海地区能源战略方向、保证环渤海地区经济健康持续发展具有重要现实意义,而且对于更好地理解把握我国的整体情况也有着重要的意义。因此,本文把视角具体到地区层面,以环渤海地区省市为例分析城镇化水平与能源消耗量之间的动态关系,更具有微观基础,运用面板向量自回归模型(Panel Vector Autoregression Model,PVAR模型),基于1995-2012年的面板数据,分析两者之间的动态关系,以期为城镇化进程中能源消耗平衡政策制定提供参考依据。
样本选取
(一)环渤海地区概况
环渤海地区是以京津冀为核心、以辽东半岛和山东半岛为两翼的环渤海经济区域,主要包括了北京市、天津市、河北省、辽宁省和山东省,也就是三省两市的“3+2”经济区域。面积为51.8万平方公里;人口2.3亿,占全国17.5%;地区生产总值达到3.8万亿元,占全国28.2%。
(二)数据来源
本文选取1995-2012年环渤海地区北京市、天津市、河北省、辽宁省和山东省等5个省市的数据实证分析城镇化水平与能源消耗量之间的相互影响关系。城镇化水平和能源消耗量的相关数据均来自各省市历年的统计年鉴。其中,城镇化水平用市人口和镇人口占全部人口的百分比来表示,用来反映人口向城市聚集的过程和聚集程度;能源消耗量是指各省市每一年度能源的消耗总量,包括市区能源消耗量和县域能源消耗量。为了消除各变量的异方差性和数据的剧烈波动性,便于变量之间的长短期分析,本文对相关数据取对数,分别以和表示城镇化水平和能源消耗量的自然对数值。
模型构建
面板数据向量自回归模型(即面板VAR模型)的研究最早始于Chamberlain(1983),后经过Pesaran & Smith(1995)、McCoskey & Kao(1998)、Joakim(2005)等学者的不断发展,现已经成为一个比较成熟的模型。面板VAR模型综合了面板数据模型和向量自回归模型的优点,能够把变量和处理成内生变量,能够真实地反映变量之间的动态关系。在分析过程中,根据广义矩陈估计系数的t统计值和脉冲响应函数的收敛情况,本文选择使用滞后2阶的面板VAR模型,模型定义如下:
Yi,t=Γ0+Γ11(L)Yi,t-1+Γ22(L)Yi,t-2+μi,t
i=1,…N;t=1,T
其中,Yi,t={lnur、lnec},i表示不同省市的截面个体,t表示不同年份,Γ0为常数系数矩阵,Γ11(L)、Γ22(L)均为2×2的待估系数矩阵。
面板VAR模型主要由三部分组成:一是面板矩估计模型(GMM),主要说明变量之间的回归关系;二是脉冲响应函数,通过动态的脉冲响应函数图,观测各指标对冲击效应的反应情况;三是误差分解,说明误差项的影响因素大小。
实证结果与分析
实证分析的思路主要包括四步:一是变量描述性统计和变化趋势分析,知悉各变量的基本特征;二是面板单位根检验,检验面板数据的平稳性,为面板协整检验做铺垫;三是面板协整检验,检验城镇化水平与能源消耗量是否存在长期的均衡关系;四是面板VAR模型估计,考察城镇化水平与能源消耗量之间的双向动态影响关系。
(一)变量的统计特征
由表1的统计结果可以看出,城镇化水平的均值为3.897,中位数为4.010,表现为左偏态状态,最大值为4.452,最小值为2.837,标准差为0.449,表明不同省市间的城镇化水平存在较大的差异。能源消耗量的均值为9.033,中位数为9.122,略微呈现左偏态状态,最大值为10.387,最小值为7.802,标准差为0.714,说明不同省市间的能源消耗量水平存在更大的差异性。
(二)面板单位根检验
面板数据的单位根检验包括LLC检验、Breitung检验、IPS检验、ADF-Fisher检验、PP-Fisher检验和Hadri检验等六种检验方法。由于不同的检验方法都存在自身的局限性,因此,为了保证检验结果的稳健性,本文同时采用上述六种方法进行检验,检验结果如表2所示。
由表2可以看出,对环渤海地区省市的城镇化水平和能源消耗量的水平值进行检验时,检验结果表明不能完全拒绝“存在单位根”的原始假设,变量是非平稳的;当对这两个变量的一阶差分值和二阶差分值分别进行检验时,均在5%水平下显著地拒绝“存在单位根”的原始假设。因此,可以认为环渤海地区省市的城镇化水平和能源消耗量都是一阶单整序列。
(三)面板协整检验
在上述面板单位根检验的基础上,接下来对所选变量进行面板协整检验,以检验城镇化水平和能源消耗量之间是否存在长期的均衡关系。根据Pedroni提出的异质面板数据的协整检验方法,以回归残差为基础构造出七个统计量进行面板数据协整检验,检验结果如表3所示。
从表3的结果可知,环渤海地区的所有统计量都通过了显著性检验,所以环渤海地区的城镇化水平和能源消耗量之间存在面板协整关系,两者之间存在长期的均衡关系。
(四)面板VAR估计
根据面板VAR模型的三个组成部分,本文依次进行检验,具体计算结果如下所示:
1.面板矩估计。在进行面板矩估计时,需要消除面板VAR模型中的样本固定效应和时间效应。本文使用前向均值差分法消除样本的固定效应,使用横截面的均值差分法消除时间效应。估计结果如表4所示。
从上述的面板GMM估计结果可以看出:第一,环渤海地区滞后一期和滞后二期的城镇化水平系数均大于0,并且在1%水平下显著,这说明城镇化水平对能源消耗量有显著的正向效应。同时,对滞后一期和滞后二期的系数大小进行比较,发现城镇化水平系数随着滞后期的推移而不断增大,这说明环渤海区域城镇化水平对能源消耗量的影响程度是逐渐增强的。第二,能源消耗量对城镇化水平的影响存在明显的时间差异,滞后一期的能源消耗量对城镇化水平的影响为正,滞后二期的能源消耗量对城镇化水平的影响为负,但是两者均不显著。通过对城镇化水平和能源消耗量两者之间关系的分析,可以看出,城镇化水平的提高势必伴随着能源消耗量的增加,而能源消耗量的增加却未必会对城镇化水平有影响,也就是说能源消耗量的增加并不是城镇化水平的重要影响因素之一。
2.脉冲响应函数图。脉冲响应函数是用来刻画单位随机扰动项μt的冲击对其他变量路径走势的影响,脉冲响应函数可以直观地观测到变量之间的动态交互作用和效应,并从中判断变量间的时滞关系。本文通过Monte Carlo方法模拟500次得到图1脉冲响应函数图,并给出了90%的置信度区间。
在脉冲响应函数图中,横轴表示冲击反应的响应期数,滞后期数为6期,纵轴表示变量对于冲击反应的响应程度,中间的曲线表示受到冲击反应后,脉冲响应函数的点估计值序列,上下两条曲线表示90%置信水平下的上下界限。
从城镇化水平对能源消耗量的脉冲响应路径可以看出,当受到城镇化水平的一个标准新息冲击后,能源消耗量偏离了原来预期的水平,这一冲击对能源消耗量产生持续显著的影响效应。从能源消耗量对城镇化水平的脉冲响应路径可以看出,当受到能源消耗量的一个标准新息冲击后,城镇化水平降低,但是在第1期之后趋于平稳,之后还略有上升的趋势,影响效果不明显。
3.方差分解。为了更清楚地度量和刻画城镇化水平与能源消耗量之间的相互影响程度,本文进一步采用面板数据方差分解的方法,获得不同方程的冲击反应对各个变量波动的方差贡献率情况。表5给出了第10个预测期、第20个预测期和第30个预测期的方差分解结果。
上述方差分解的结果可以发现:第一,对于城镇化水平变量来说,10个预测期、20个预测期和30个预测期对方程分析的结果影响变化不大,说明经过10个预测期后,系统基本上达到稳定状态。对于能源消耗量水平变量来说,10个预测期和20个预测期相比,对方程分析的结果影响变化较大;20个预测期和30个预测期相比,对方程分析的结果影响变化较小,此时系统基本达到稳定状态,说明能源消耗量水平在20个预测期后处于平稳。第二,城镇化水平和能源消耗量水平的波动均主要来自于自身,其中城镇化水平自身波动的贡献率水平达到97%以上;能源消耗量自身波动的贡献率水平达到65%以上。第三,城镇化水平对能源消耗量水平的影响在0.5%-2.5%之间;能源消耗量对城镇化水平的影响在20%-35%之间。这说明在城镇化进程中伴随着能源消耗量的不断增加。
结论
综上所述,根据实证分析结论,环渤海地区在推进城镇化进程中,制定能源消耗政策时,本文认为需要:第一,适度控制城镇化进程。环渤海地区城镇化的推进主要依赖于工业的发展,短期内城镇化进程明显加剧了能源消费,所以在城镇化的发展过程中,要根据省份的能源供需情况,适当控制发展速度,合理有序的渐进推行,不能急功冒进。第二,调整能源结构。引进新的技术,开发新能源、可再生能源,使环渤海地区的能源结构多样化、层次化,改变对于煤炭资源的过度依赖,从而降低环渤海地区能源风险,保证经济可持续的发展。
参考文献:
1.张晓平.20世纪90年代以来中国能源消费的时空格局及其影响因素[J].中国人口·资源与环境,2005(2)
2.许冬兰,李琰.山东省城市化和能源消耗的关系研究[J].中国人口·资源与环境,2010(11)
3.Poumanyvong,P.,Kaneko,S Does urbanization lead to less energy use and lower CO2 emissions? A cross-country analysis [J].Ecological Economics,2010(2)
4.Dai,D.,Liu,H. An empirical research and STIRPAT model analysis of urbanization and CO2 emissions in China [J].Advances in Information Sciences and Service Sciences,2011(11)
5.郑云鹤.工业化、城市化、市场化与中国的能源消费研究[J].北方经济,2006(10)
6.刘耀彬.中国城市化与能源消费关系的动态计量分析[J].财经研究,2007(11)
7.毕军贤.中部县域城镇化与工业化、能源消耗量关系的实证研究[J].中国管理科学,2008(10)
8.贾功祥,谢湘生.中国经济增长与能源消费动态关系—基于面板向量自回归模型的分析[J].首都经济贸易大学学报,2011(4)
9.Inessa Love, Lea Zicchino. Financial Development and Dynamic Investment Behaviour: Evidence from Panel VAR[J].The Quarterly Review of Economics and Finance,2006(46)
10.黄旭平,张明之.外商直接投资对我国就业的影响:基于面板VAR的分析[J].中央财经大学学报,2007(1)
2004年12月26日,一场8.9级的地震发生在印度尼西亚苏门答腊岛的西北端海域。地震引起的海啸在几个小时内就席卷了印度洋,印度沿岸国家泰国、斯里兰卡、印度、马来西亚、马尔代夫,甚至亚洲的索马里都受到了海啸的袭击。由于没有及时得到海啸预警,所有受灾国都遭受了极大的伤亡和财产损失,遇难者还包括评断自世界各地的游客,至少有1.5万人死于这次海啸,据说国际影星李连杰一家当时也正在该地度假,所幸的是他们及时逃脱,才幸免于难。顷刻间,南亚清晨和煦的阳光灰飞烟灭,人类的生命和文明在暴虐的自然界面前显得格外的渺小和脆弱。
海啸的发生有多种原因,海底地震,海底火山爆发,大规模的海底滑坡都会引发海啸,其中最严重的要数海底地震。更可怕的海啸是小行星或彗星撞入海洋所引起的,其能量可达印尼海啸的几万倍,波高几百米。这 样的海啸将把所过之处的沿海城市完全摧毁。
海啸波浪的波峰很大,波长又长。海啸在海洋上传播,与风动波有明显的区别。无论是微风还是猛烈的大风,在海洋上掀起的水流仅限于浅层水体,即便卷起了30米高的巨浪,也不能撼动深处的海水。而且由风引起的海浪通常波长很短,100-200米左右,而海啸的波长可达200公里,在地震点上方刚开始的时候海啸波峰一般是1.-2米,但是这样的高度分布在这么大的波长上,处在船上或飞机上的人根本就感觉不到。
除了巨大的波长,海啸波浪的传播速度更快,其传播速度只跟水深有关,是重力加速度和水深乘积的平方根,故海水越深,度越大。在6000米深的-海洋土,海啸波浪的速度大约是800公里/小时,可轻松地与波747保持同步。值得一提的是,海啸波高与水深又成反比,这是因为,越是到近海区,海浪与洋底的摩擦使它的速度减缓,后面的波浪不停地赶上来与前面的波浪形成叠加,加上波浪的表面和底部之间的范围越来越狭窄,最后汇聚成一道高高的水墙。如果高速飘洋过海的海啸波浪突遇浅水区,它就可以达到灾难性的高度。 所以一般船只要逃避海啸的话,不应该往港口里跑,而是往深海中跑,跑得越快,危险越小。
海啸波浪挟裹着如此巨大的能量,以摧枯拉朽之势,越过海岸线,越过田野,迅猛地袭击着岸边的城市和村庄,所有设施、建筑物,在狂涛骇浪的洗劫下,被席卷一空,海滩上只留下一片狼藉,残木破砾,尸横遍野。
众所周知,海啸的危害如此之大,难道就不能预测到一点动静以挽救生命,减小损失吗?回答不尽如人意。目前全球每年约发生500万次地震,而真正被准确预报过的只占很小的比例,更别说在海底发生的地震了。
俄罗斯科学院信息分院院长述金院士曾根据太平洋地区的水下地形情况绘制了一个海啸传播的时间图,只要在任何一个观潮站观测到海啸迹象,几秒钟内就能计算出其到达任何地点的时间,这样测出的海啸从阿拉斯加到夏威夷的时间误差只有1分钟,无奈的事,因为海底地形实在是太复杂了,海底的形变很难测得准,所以,海啸的预测比地震探测更难。
即便如此,目前美国环境保护实验室仍然在太平洋里的7个地方安装了所谓的海啸记录器和海啸测量仪。据说它们能确定海啸是如何扩散并向哪个方向扩散的,能够传达98%以上的数据,测量出小于1cm的振幅,在获得首批海啸数据后,研究人员就可以在数学模式的帮助下对它们进行快速精确的处理,从而发出海啸预警,告知人们即将到来的危害。
The Sea-Overflow Disaster in Han Dynasty
Key Words: Han Dynasty; sea-overflow; tsunami; natural environment
Ahstraet: According to the historical record, about 7 sea-overflows occurred in Han Dynasty, among which 4 tsunamis in the strict sense were caused by the sea earthquake. It is important to point out the fact that most tsunamis were caused by windstorms rather than by sea earthquakes and volcanic eruptions in ancient China, which is a widespread view held by most Chinese scholars now. As to the disaster relief work after a sea-overflow in 146 A. D. , the imperial government’s e- mergency measures proved considerably high administrative efficiency. This paper makes up for the inadequacy in the study of the history of natural disasters before now and promotes the comprehensive understanding of the relationship be- tween society and natural environment in Han Dynasty.
《论语·公冶长》记载了孔子的话:“道不行,乘桴浮于海。”海,曾经被看作避世的方向。战国以来燕齐方士的海上求仙探索,反映了一种新的海洋观。自秦始皇实现统一之后多次巡行海上起,秦汉帝王对海洋的关注,成为显著的历史文化现象。海洋的经济文化作用,也逐渐突出。吴王刘濞据有海洋资源,据说掌握了可与汉王朝相匹敌的财富,也成为终于为最高统治者所不容的因素之一。汉武帝东巡,沿海行程也曾经留下深刻的历史印迹。这些现象,都体现汉代人的海洋意识有了新的时代气象。与此相关,在汉代灾异史中,可以看到关于海洋灾难的记录。
一 汉代的“海溢”记录
《汉书·天文志》写道:
元帝初元元年四月,客星大如瓜,色青白,在南斗第二星东可四尺。占曰:“为水饥。”其五月,勃海水大溢。六月,关东大饥,民多饿死,琅邪郡人相食。”
有学者认为,这是中国古代“目前所知最早的海啸”,也是“最早的地震海啸”。[1](p291,p297)“五月,勃海水大溢”之后出现关东地区的“大饥”,不知道二者之间是否存在一定的联系。而“琅邪郡人相食”事,虽发生在沿海,不过不是“勃海”海滨,而是当时的“东海”海滨。《汉书·元帝纪》对于相关事件有如下记载:
(初元二年)六月,关东饥,齐地人相食。秋七月,诏曰:“岁比灾害,民有菜色,惨怛于心。已诏吏虚仓廪,开府库振救,赐寒者衣。今秋禾麦颇伤,一年中地再动,北海水溢,流杀人民。阴阳不和,其咎安在?公卿将何以忧之?其悉意陈朕过,靡有所讳。”
所谓“一年中地再动,北海水溢,流杀人民”,指出了这次“海溢”导致的直接的灾难。初元二年七月诏所说“一年中”,则不应指初元元年五月“勃海水大溢”事。如此,初元元年五月“勃海水大溢”和初元二年“北海水溢,流杀人民”,看来是两次灾害。
王莽时代,有人在有关水利工程决策的讨论中说到以往一次“海水溢”事件。《汉书·沟洫志》记载:
大司空掾王横言:“河人勃海,勃海地高于韩牧所欲穿处。往者天尝连雨,东北风,海水溢,西南出,寝数百里,九河之地已为海所渐矣。”
其事虽说“往者”,然而与“天尝连雨,东北风”连说,与“一年中地再动,北海水溢,流杀人民”体现的地震“海溢”不同,因而看来不大可能是回述50多年前的初元元年“海溢”。谭其骧先生推测,“发生海侵的年代约当在西汉中叶,距离王横时代不过百年左右。沿海人民对于这件往事记忆犹新,王横所说的,就是根据当地父老的传述。”谭其骧先生还写道,这次海侵,可以在地貌资料方面得到证明[2][3],还可以在考古资料方面得到证明。[4][5]对于王横所说,谭其骧先生指出:“他把海侵的原因说成是‘天尝连雨,东北风’,更显然是不科学的。按之实际,暴风雨所引起的海啸,只能使濒海地带暂时受到海涛袭击,不可能使广袤数百里的大陆长期‘为海所渐’。”[6]后来,关于这次渤海湾西岸“为海所渐”的现象,相关考古工作的新发现,使得人们的认识又有所深入。而对这一地区汉代遗存分布的认真考察,使以往的若干误见得以澄清。[7][8][9][10]有学者根据新的分析指出,这次“海水溢”“应是发生在局部地区、升降幅度小的短期海平面变动”[11],其年代,大约在西汉末期。也就是说,王横所谓“往者”云云,应是对年代较近的“海溢”灾难的回顾。
关于东汉时期发生的“海溢”之灾,我们又看到《后汉书·质帝纪》的记载:
(本初元年五月)海水溢。戊申,使谒者案行,收葬乐安、北海人为水所漂没死者,又禀给贫羸。
说派“谒者”前往灾区施行赈救,是在“戊申”日,却没有说灾害发生的日子。不过,在“海水溢”前句写道:“五月庚寅,徙乐安王为勃海王。”如果“海水溢”发生在“庚寅”日,那么,皇帝派出救灾专员,是在灾害发生的第18天。“海水溢”的发生更可能是在“庚寅”日之后的某一天,如此朝廷的应急措施则体现出更高的行政效率。对于这次灾害,《续汉书·五行志三》也写道:“质帝本初元年五月,海水溢乐安、北海,溺杀人物。”
《后汉书·桓帝纪》记载:
永康元年秋八月,“勃海海溢。”
《续汉书·五行志三》“水变色”条下记载此事,写道:“勃海海溢,没杀人。”《续汉书·五行志六》“日蚀”条下也记载:永康元年“其八月,勃海海溢”。
汉灵帝时代又曾经发生两次与地震相联系的“海水溢”灾难。时间在建宁四年(171)和熹平二年(173),仅仅相隔两年。《后汉书·灵帝纪》记载:
(建宁四年)二月癸卯,地震,海水溢,河水清。
(熹平二年)六月,北海地震。东莱、北海海水溢。
建宁四年事,“地震,海水溢”,没有说明地点。《后汉纪》卷二三《孝灵皇帝纪上》:“二月癸卯,地震,河水清。”不言“海水溢”。①明彭大翼撰《山堂肆考》卷二《海溢》说:“‘海溢’一日‘海啸’。”举列历代“海溢”事件11例,包括汉代3例,即:“东汉质帝本初元年夏四月,海水溢;桓帝永康元年八月,海溢;灵帝建宁四年二月,海溢。”则对建宁四年“海溢”予以重视。
对于熹平二年事,李贤注引《续汉志》曰:
时出大鱼二枚,各长八九丈,高二丈余。
这种“各长八九丈,高二丈余”的“大鱼”,很可能是在“地震”和“海水溢”发生的时候遇难的鲸鱼。②《后汉书·灵帝纪》没有说到这次“海溢”对民众的伤害,《续汉书·五行志三》则写道:
熹平二年六月,东莱、北海海水溢出,漂没人物。
看来这次“海溢”是造成了民众伤亡的。
就现有资料看,汉代“海溢”现象,史籍记载计有:
(1)元帝初元元年(前48)五月,勃海水大溢。(《汉书·天文志》)
(2)元帝初元二年(前47)七月诏:一年中地再动,北海水溢,流杀人民。(《汉书·元帝纪》)
(3)西汉末年,海水溢,西南出,寝数百里,九河之地已为海所渐矣。(《汉书·沟洫志》)
(4)质帝本初元年(146)五月,海水溢乐安、北海,溺杀人物。(《后汉书·质帝纪》,《续汉书·五行志三》)
(5)桓帝永康元年(167)秋八月,勃海海溢,没杀人。(《后汉书·桓帝纪》,《续汉书·五行志三》、《五行志六》)
(6)灵帝建宁四年(171)二月癸卯,地震,海水溢。(《后汉书·灵帝纪》)
(7)灵帝熹平二年(173)六月,北海地震,东莱、北海海水溢出,漂没人物。(《后汉书·灵帝纪》,《续汉书·五行志三》)
________________________
① 《文献通考》卷二九六《物异考·水灾》:“灵帝建宁四年二月,河水清。”甚至略去“地震”事。
② 清人姚之驷撰《后汉书补逸》卷二一“大鱼”条:“东莱、北海海水溢,时出大鱼二枚,长八九丈,高二丈余。案:今海滨居民有以鱼骨架屋者,又以骨节作臼舂米,不足异也。”
二 “海啸”和“风暴潮”
如《山堂肆考》卷二《海溢》所谓“‘海溢’一日‘海啸’”,以上列举的这些“海溢”、“海水溢”、“海水大溢”现象,按照传统理解,也被看作“海啸”。清人张伯行《居济一得》卷七写道:“潘印川先生曰:‘海啸’之说,未之前闻。愚按:‘海啸’之说,自古有之。或潘先生偶未之见耳。”张伯行的说法看来是正确的。“海啸”之称虽然出现较晚,然而此前对于“海啸”现象的记录,可以说确实“自古有之”。古代史籍记载的“海溢”、“海水溢”、“海潮溢”、“海水大溢”、“潮水大溢”、“海潮涌溢”、“海水翻上”、“海涛奔上”、“海水翻潮”、“海水泛滥”、“大风架海潮”、“海水日三潮”等现象,其实就往往反映了“海啸”灾害。大约在元代,已经可以看到明确以“海啸”作为这种灾害定名的实证。①
以上汉代“海溢”诸例,宋正海等《中国古代海洋学史》第二十二章《海啸》中说到(1)元帝初元元年事和(2)初元二年事。[1](p291)宋正海总主编《中国古代重大自然灾害和异常年表总集》中《海洋象》“海洋大风风暴潮”条录有(1),“海啸”条录有(2)、(4)质帝本初元年事及(7)灵帝熹平二年事。[12](p383,p393)②宋正海等《中国古代自然灾异相关性年表总汇》第三编《水象》“大水一海溢”条录有(4),“地震一海啸”条录有(2)、(6)灵帝建宁四年事及(7)。[13](p462,p468)同一位学者领衔或主持完成的研究成果,对汉代“海溢”现象的认识却有所不同,是一件有意思的事。陆人骥《中国历代灾害性海潮史料》则录有(1)(2)(4)、(5)桓帝永康元年事及(6)(7)。[14](p1~3)《中国古代重大自然灾害和异常年表总集》中《海洋象》“海啸”条题注写道:“现代海洋学已明确定义海啸是由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡所激起的巨浪。按此定义,中国古代史料中,符合现代定义的海啸很少。因此我们把古代虽记载有‘海啸’二字,但明显可确定为风暴潮的条目放人‘海洋大风风暴潮’等年表中。”[12](p393)
对于“海啸”定义的理解,似乎各有不同。《现代汉语词典》:“由海底地震或风暴引起的海水剧烈波动。海水冲上陆地,往往造成灾害。”[15](p492)《汉语大词典》:“由风暴或海底地震造成的海面恶浪并伴随巨响的现象。”[16](第5卷p1213)也有学者指出:“海啸的成因有海底地震、海底火山和海洋风暴等原因。”[1](p297)《中文大辞典》的定义,则借用了中国古籍中的解释:“海啸(Tidal bore),因海底发生地震或火山破裂、暴风突起,致海水上涌,卷入陆地,其声或大或小,若远若近,是为海啸,亦曰海吼。”[17](第19册p307)清人施鸿保《闽杂记》卷三正是这样说的:“近海诸处常闻海吼,亦曰‘海唑’,俗有‘南唑风,北唑雨’之谚,亦曰‘海啸’。其声或大或小,小则如击花鼓,点点如撒豆声,乍近乍远,若断若续,逾一二时即止;大则汹涌澎湃,虽十万军声未足拟也;久则或逾半月,日夜罔间;暂则三四日或四五日方止。”《中文大字典》“其声或大或小,若远若近”,即用施说。这些理解,“海啸”成因都包括“风暴”、“暴风”。《简明不列颠百科全书》的解释如下:“海啸tsunami,亦称津波,是一种灾难性的海浪,通常由震源在海底下50公里以内、里氏震级6.5以上的海底地震所引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。”[18](第3册p660)tsu- nami,即日语“津波”(つなみ)译音。诸桥辙次等著《广汉和辞典》解释“津波”为“因地震和暴风雨引起的突然上涌的巨浪”。[19](中册p851)《国语大辞典》则写道:“つなみ,[津波·津浪·海嘯]因地震和海底变动形成波长的,传播甚远、震荡期也相当长的海浪。”[20](p1676)也排除了“暴风雨”的成因。
我们看到,以上列举汉代“海溢”资料中,(1)(2)和地动有关,(6)同一天“地震,海水溢”,(7)“北海地震,东莱、北海海水溢”,这4次“海溢”,应当都是由海底地震引起。也就是说,是严格意义上的“海啸”。
汉代由海底地震等引起的“海啸”占“海溢”总记录的57.14%。如果按照谭其骧先生的意见,对于(3)西汉末年事排除与“天尝连雨,东北风”的关系,则也是因“海底变动”引发的“海啸”。那么,这种“海啸”占“海溢”总记录的比率达到71.43%。即使以57.14%计,如果对中国古代的“海溢”记录进行总体的分析比较,这一比率也是相当高的。有人认为,由海底地震或火山爆发等所激起的“海啸”,“在中国是很少见的”[21](p324)。就汉代的情形而言,事实可能并非如此。
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① 例如元人刘埙《隐居通议》卷二九《地理》有“恶溪沸海”条,其中写道:“郭学录又言:尝见海啸,其海水拔起如山高。”
② 今按:该书所录(2),竟然将康熙《青州府志》卷二一记录置于《前汉书·元帝纪》之前,可见编者对史学常识的无知。
汉代“海溢”资料例(3),历史文献本来的记载是“天尝连雨,东北风,海水溢,西南出,寝数百里,九河之地已为海所渐矣”。谭其骧先生说,“(王横)把海侵的原因说成是‘天尝连雨,东北风’,更显然是不科学的。按之实际,暴风雨所引起的海啸,只能使濒海地带暂时受到海涛袭击,不可能使广袤数百里的大陆长期‘为海所渐’”。然而,如果我们尊重考古学者基于科学发掘资料的判断,对“海侵”的说法进行慎重的再思索,似乎可以认真看待“东北风,海水溢,西南出”之说,于是得出这可能是一次由风暴引起的“海溢”的推测。海水漫上,能够“寝数百里,九河之地已为海所渐”,与这一地区特殊的地形特征有关。有人认为,“在中国古代丰富的潮灾记载中,最早记载风暴与潮灾关系的比地震海啸晚得多”,其最早“大风,海溢”资料,是公元228年的记录,所依据的资料,竟然是“乾隆《绍兴府志》”。而“正史记载的风暴潮则是公元251年(三国吴太元元年),‘秋八月朔,大风,江海涌溢,平地水深八尺’(《三国志·吴志》)”。[22](P233)①论者似乎没有注意到《汉书·沟洫志》记录的王横所说“东北风,海水溢”事。
后世地方志有说“东汉灵帝建宁三年六月,海水溢北海郡,溺杀人物”者,如明嘉靖十二年《山东通志》卷三九《灾祥》,在前说汉代史籍记载的7例“海溢”灾情之外。未知所据,似不足取信。②
三 贲星坠而勃海决
有研究者指出,根据史料记载,“有大陨石引起的海啸”。[22](p232)宋正海等《中国古代自然灾异相关性年表总汇》中被列入“陨石一海啸”现象者,仅有光绪《镇海县志》卷三七所载同治元年(1862)一例:“七月二十二日夜,东北有彗星流人海中,光芒闪烁,声若雷鸣,潮为之沸。”[13](p470)其实,可能汉代已经有类似现象发生。
《开元占经》卷七六《杂星占·星陨占五》:“《文曜钩》曰:‘镇星坠,海水溢。’《考异邮》曰:‘黄星骋,海水跃。’《运斗枢》曰:‘黄星坠,海水倾。’《淮南子》曰:‘奔星坠而渤海决。’”《文献通考》卷二八一《象纬考四·星杂变》:“……又曰:‘填星坠,海水溢’;‘黄星骋,海水跃’;又曰:‘黄星坠,海水倾’;亦曰:‘星坠,而渤海决。’”似乎说的都是“陨石引起的海啸”。参看安居香山、中村璋八《纬书集成》,《春秋文曜钩》“镇星坠,海水溢”,《春秋运斗枢》“黄星坠,海水倾”,“出典”均为《开元占经》卷七六,“资料”为清赵在翰辑《七纬》、黄奭辑《汉学堂丛书》、黄奭撰《黄氏逸书考》。而四库全书本《开元占经》卷七六引《春秋考异邮》“黄星骋,海水跃”,《纬书集成》则作“黄星坠,海水跃”,“出典”亦为《开元占经》卷七六,“资料”为清马国翰辑《玉堂山房辑佚书》、黄奭辑《汉学堂丛书》、黄奭撰《黄氏逸书考》。[23](中册p703,p729,p798)张衡曾说,“图谶成于哀、平之际”。[24](张衡传)王先谦《后汉书集解》引阎若璩说:“读班书《李寻传》,成帝元延中,寻说王根曰:‘五经六纬,尊术显士’,则知成帝朝已有纬名矣。”李学勤先生说:“成帝时已有整齐的六纬,同五经相提并论,足证纬书有更早的起源。近年发现的长沙马王堆汉墓帛书,埋藏于文帝前期,有的内容已有与纬书相似处.哀、平之际,不过是纬书大盛的时期而已。”[25](上册p4)《开元占经》卷七六将三种纬书所见“星坠”与“海水”“溢”、“跃”、“倾”的关系,与“《淮南子》‘奔星坠,而渤海决’”并列,文句内容风格相互十分接近,也暗示其年代不迟。《淮南子·天文》:“贲星坠而勃海决。”高诱注:“决,溢也。”而前句“鲸鱼死而彗星出”,使人联想到《后汉书·灵帝纪》:“(熹平二年)六月,北海地震。东莱、北海海水溢。”李贤注引《续汉志》曰:“时出大鱼二枚,各长八九丈,高二丈余。”
关于汉代陨石引起的海啸,我们只看到片段的文字遗存,没有明确的年代记录。就此进行具体的灾害史的说明,只能期待新的历史资料和新的研究手段。
四 “海溢”灾情的历史分析
汉代“海溢”灾害见于史籍者,都在“勃海”、“北海”,只有(1)“(初元元年)五月,勃海水大溢”又涉及“六月,关东大饥,民多饿死,琅邪郡人相食”。而这段文字前面说到“占曰:‘为水饥。’”“水”与“饥”连说,不知琅邪郡饥馑是否也与海事有关。即使当时也称“东海”的黄海确实曾经发生“海溢”,也在北部中国沿海,和后世“海溢”记录以东海、南海更为密集的情形显然不同。[26]分析其原因,首先应当注意到当时中国北方是经济文化的重心地区。事实上,“海溢”历史记录区域密度的变化,正和经济文化重心逐渐向东南转移的历史趋势一致。
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① 今按:《三国志·吴书·吴主传》原文为:“秋八月朔,大风,江海涌溢,平地深八尺。”引文衍“水”字.又宋正海等《中国古代自然灾异相关性年表总汇》引此例,引《晋书·五行志》及乾隆《海宁府志》卷一六,却不引《三国志》,也明显违背史学常识。
② 陆人骥编《中国历代灾害性海潮史料》关于汉代的部分多引用明清以至民国地方志文字,不符合史学规范。此事列为汉代第5条,依据只有嘉靖《山东通志》卷三九《灾祥》一例。海洋出版社1984年8月版,第3页。
对于汉代东海和南海地区相关资料的缺乏,不应理解为这些地区当时没有发生过这种灾害。很可能由于人口密度和经济地位的差异,使得这些地区发生同样的灾害,造成的损失会比燕齐地方要小。这样的事实,除了可以反映楚地、吴地和越地沿海地方的经济发展的总体形势较燕地和齐地沿海地方落后以外,或许也可以说明楚地、吴地和越地的区域发展重心,似乎不在沿海地方。
汉代“海溢”是被作为严重灾害记录在史册的。除前引(1)初元元年“五月,勃海水大溢”与“六月,关东大饥,民多饿死,琅邪郡人相食”事的逻辑关系尚嫌模糊外,直接的灾情,可见(2)初元二年“流杀人民”,(3)“海水溢,西南出,寝数百里,九河之地已为海所渐矣”,(4)本初元年“海水溢”,“乐安、北海人”有“为水所漂没死者”,又多有“贫羸”待救助,或说“海水溢乐安、北海,溺杀人物”,(5)元康元年“勃海海溢,没杀人”,(7)熹平二年“东莱、北海海水溢出,漂没人物”等,都造成了民众生命财产的严重损失。在有关汉代灾害的学术研究成果中,除了少数论著涉及“海溢”①而外,似乎往往忽略了这种自然灾变的危害。就此进行更为深入的研究,可以补足这种缺憾,也有益于更全面地理解两汉时期社会和自然环境的关系。
(本文撰写,得到宋超教授指教,谨此致谢)
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① 如陈业新的论文《地震与汉代荒政》说到因地震引起的“海溢”,《中南民族学院学报》1997年3期。他的学术专著《灾害与两汉社会研究》所附《两汉灾害年表》中,记录了本文讨论的“海溢”史例(1)(4)(5)(6)(7)。上海人民出版社2004年4月版,第383页,第417页,第421页至第422页。
参考文献
[1]宋正海.中国古代海洋学史[M].北京:海洋出版社,1989.
[2]克雷陀普.华北平原的形成[J].中国地质学会志:第27卷,1947.
[3]王颖.渤海湾西部贝壳堤与古海岸线问题[J].南京大学学报:第8卷第3期.
[4]李世瑜.古代渤海湾西部海岸遗迹及地下文物的初步调查研究[J].考古,1962,(12).
[5]天津市文化局考古发掘队.渤海湾西岸古文化遗址调查[J].考古,1965,(2).
[6]谭其骧.历史时期渤海湾西岸的大海侵[J].人民日报,1965-10-8.长水集[M].人民出版社,1987.
[7]天津市文化局考古发掘队.渤海湾西岸考古调查和海岸线变迁研究[J].历史研究,1966,(1).
[8]韩嘉谷.西汉后期渤海湾西岸的海侵[J].考古,1982,(3).
[9]陈雍.渤海湾西岸东汉遗存的再认识[J].北方文物,1994,(1).
[10]韩嘉谷.再谈渤海湾西岸的汉代海侵[J].考古,1997,(2).
[11]陈雍.渤海湾西岸汉代遗存年代甄别一一兼论渤海湾西岸西汉末年海侵[J].考古,200l,(11).
[12]宋正海.中国古代重大自然灾害和异常年表总集[M].广州:广东教育出版社,1992.
[13]宋正海.中国古代自然灾异相关性年表总汇[M].合肥:安徽教育出版社,2002.
[14]陆人骥.中国历代灾害性海潮史料[M].北京:海洋出版社,1984.
[15]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[z].北京:商务印书馆,2000.
[16]汉语大词典编辑委员会.汉语大词典[Z].上海:汉语大词典出版社,1990.
[17]中文大辞典编纂委员会.中文大辞典[Z].台北:中国文化研究所,1962—1968.
[18]中国大百科全书出版社《简明不列颠百科全书》编辑部.简明不列颠百科全书[Z].北京:中国大百科全书出版社,1985.
[19]橋辙次,缣田正,米山寅太郎.廣漢和辞典[Z],東京:大修馆書店,1982.
[20]尚学国書.国語大辞典[Z].東京:小学馆,1981.
[21]宋正海.中国古代自然灾异动态分析[M].合肥:安徽教育出版社,2002.
[22]宋正海.中国古代自然灾异群发期[M].合肥:安徽教育出版社,2002.
[23]安居香山,中村璋八.纬书集成[Z],石家庄:河北人民出版社,1994.
2004年印度洋海啸和2011年东日本大地震引发海啸过后,海啸中桥梁的破坏引起大家的关注。关于2004年印度洋海啸的调查显示,仅在印度尼西亚的Sumatra岛,186座桥梁中的81座就被冲毁或严重破坏。2011年东日本大地震中,日本东北6县就有30座桥梁损坏,其中仅受灾最重的宫城县桥梁损坏就达23座,有些甚至被海啸带到上游的数十米处。海啸波为长周期,常见的海啸波周期为2-40min,波长达几千米至几百千米,当桥梁遭遇洪水或者海啸时,河流的水面高度远高于常规设计水位,此时桥梁极易遭到破坏,尤其对长跨桥梁破坏严重。Wardhana et al. (2003) 分析了自1989年至2000年美国出现的桥梁破坏原因,发现在这个期间大多数的桥梁破坏都是由洪水造成。如1933年,因为密西西比河和密苏里河洪水,爱荷华州有85座桥梁冲毁。
桥梁在遭遇洪水或者海啸时,桥梁的受力及破坏过程,可以由数值模型来研究。本文采用了可以模拟结构物运动的模型,研究桥梁在海啸波作用下的响应,讨论海啸波和桥梁破坏原因之间的关系。
f为追踪界面的体积分数,由VOF方法计算。利用SMAC(Simplified Marker And Cell)法求解N-S方程和连续性方程。
文章中海啸由溃坝生成,海啸冲击桥梁,在水平向和竖向都产生巨大冲击力,造成桥梁移动、破坏。文本利用浸入边界IB(Immersed Boundary)方法分析追踪桥梁面板的运动,并计算作用在桥梁上的水平拖曳力和竖向力。
计算区域概图及尺寸如图1所示。重力加速度g取9.81 m/s2,水的密度取9.97×102 kg/m3,空气的密度取1.18 kg/m3,水的运动粘度取8.93×10-7 m2/s,空气的运动粘度取1.54×10-5 m2/s,表面张力系数取7.20×10-2 N/m。
分析
图2给出海啸冲击桥梁的流速分布各时刻截图。图3给出水平力Fx、竖向力Fz、水平位移Δx、竖向位移Δz、倾角θ的时间历程曲线。为了验证数值模拟的可靠性,本文用经验公式计算的解析解作为对比。
结论
为了研究作用于桥梁上海啸力的特点,建立海啸-桥梁数值模型,模拟了海啸作用下桥梁的受力历时以及运动状态。数值模拟结果显示,长时间作用于桥梁上的水平拖曳力直接导致了桥梁的破坏,这与前人研究结果吻合。2004年印度洋海啸的研究结果显示冲刷桥梁面板的主要力为水平拖曳力,而上部结构与下部墩台结构间带有抗剪键和良好连接的桥梁在灾难中很少遭到损毁 。因此,可加强上部结构与下部墩台结构的构件连接以提高水平抗剪能力,可以有效的防止海啸对桥梁破坏。
参考文献:
[1] Unjoh S.,Endoh K.. Damage Investigation and the Preliminary Analyses of Bridge Damage Caused by the 2004 Indian Ocean Tsunami[C]//Proceedings of the 38th UJNR Jiont Panel Meeting, .
[2] 王培涛,于福江,赵联大,等. 2011年3月11日日本地震海啸越洋传播及对中国影响的数值分析_王培涛[J]. 地球物理学报, 2012, 55(9): 3088-3096.
[3] 程远兵,李国斌,李靖. 海啸对沿海地区桥梁结构的破坏及抵御对策[J]. 华北水利水电学院学报, 2012, 33(5): 21-23.
[4] Wardhana K.,Hadipriono F.-C.. Analysis of Recent Bridge Failures in the United States[J]. Journal of Performance of Constructed Facilities, 2003, 17(3): 144-150.
[5] Cw Hirt,Bd Nichols. Nichols BD.Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries[J]. Journal of Computational Physics, 1981, 39: 201-225.