Science头条:气候变化导致我国古建筑屋顶坡度的变化?中国科学家新研究
中华民族作为世界上最古老的文明之一,经历了许多影响农业、人口和经济的气候变化,这些气候变化促生了战争和朝代的兴衰。对于这一点,明粉们应该更清楚,要不是小冰期的到来,我大明还能再活五百年。
为了研究几个世纪以来,人类文明如何学会适应气候变化对日常生活的影响,南京大学李思扬教授进行了一项有意思的研究:过去一千年的气候波动如何影响中国传统建筑弯曲屋顶的坡度。
典型的中国木结构建筑遗迹分布图
为此,李思扬教授重建了中国北方古建筑遗迹的屋顶,因为这些地区经常受到气候波动的影响,然后与公元750年到1750 年之间的高分辨率古气候数据作对照。
750 ~ 1750 期间屋顶坡度与气温异常对照图
然后教授们观察到,在1100年至1200年以及公元1300年至1750年之间是夏季较短而冬季寒冷的小冰河期时代,这些时间短内的古建筑房顶更陡峭;而在温暖的公元1200年至1300年之间,屋顶坡度显著变缓。
这不是瞎猜,有实例!山西省平顺龙门寺的五座主要建筑中有四座是在公元925年至1504年不同冷暖时期建造或重建。根据当时的历史建筑标准,这四座建筑的屋顶坡度应该几乎相同。然而,在小冰期期间 (公元1098 年和公元1498-1504年)建造的两座建筑的屋顶更陡峭,而在间冰期(公元1271-1294年)建造的房屋屋顶则更平坦。
龙门寺四个不同气候时期的四种典型屋顶设计
也就是说,在气候变冷,降雪较多的时期,屋顶的坡度更陡,雪可以更好地滑落;而温暖的时期,屋顶的坡度更平缓。
在文章中,研究人员提出两个基本观点。第一,极端降雪事件是我国北方千年来屋顶变化的主要因素,如果强降雨是主要因素,那么在温暖多雨的时期,屋顶会变得更陡峭。这一点基本没有争议。因为一旦大雪压塌建筑物,木匠会纠正屋顶角度,直到建筑正常屹立。
第二,屋顶角度和气候变化之间存在密切的相关性,古代建筑对气候微小的变化比较敏感。这一点就受到其他人的质疑,虽然古建筑可能与气候的波动可能有关系,但是到目前为止,由于不同时代的屋顶变化,一般归因于审美习俗和建筑技术的改进。建筑和气候之间的这种精细对应关系在现在还没有发生,例如哥特式高耸的屋顶并不是为了让雪容易落下,而且现代平屋顶在多雪的俄罗斯也同样流行。
最后,作者夸赞道:房屋屋顶随气候波动而变化,表明我国古代人有一种明智的长期适应行为,他们调整建筑的屋顶有一个更稳定,更适合的形状,以面对气候变化造成的各种极端天气。
也许,古代设计房屋的工匠看到这项研究也会甘拜下风,当初我就是手抖了一下将图画弯,没想到竟被后代研究出世界举目的成果,还发到Science,厉害!
参考资料:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abh2601#con1
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