人類文明出現(xiàn)以來尚無儀器觀測(cè)的歷史時(shí)期的氣候。其時(shí)間上限并無定論。通常，中國(guó)概指仰韶文化(公元前5000～前3000)以來的氣候，其他國(guó)家指的是公元前4000年埃及文化出現(xiàn)以來的氣候。20世紀(jì)以來這方面的研究逐步展開，歐洲、日本學(xué)者作過許多探索，尤其以英國(guó)C.E.P.布魯克斯最有成績(jī)。中國(guó)的系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)20年代，為竺可楨所開創(chuàng)。

 研究方法

利用歷史資料(考古發(fā)掘物和歷史文獻(xiàn)等)中關(guān)于氣候的證據(jù)，分析過去的氣候狀況，重建歷史氣候序列，繪制歷史氣候圖，并且研究歷史氣候的變化，為氣候預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

考古發(fā)掘物如動(dòng)物遺骸、江河湖海的水位遺跡或人工刻記、古木、植物孢粉、冰川遺跡等都可提供歷史氣候的信息。例如：中國(guó)由安陽(yáng)殷墟(約公元前1400～前1100年殷代故都遺址)發(fā)掘的大量亞熱帶動(dòng)物(獏、水獐、竹鼠等)的遺骸，而推知當(dāng)時(shí)黃河流域氣候比現(xiàn)今溫暖潮濕;由四川涪陵長(zhǎng)江岸邊的白鶴梁石魚水標(biāo)和枯水題刻記載的自公元764年以來長(zhǎng)江 72個(gè)枯水年份的水位,可推知長(zhǎng)江上游流域降水狀況的變化;從古墓葬、古建筑和考古發(fā)掘物所得的古木，可借助于年輪氣候?qū)W的分析方法來推斷古代的氣候。

歷史文獻(xiàn)如官方史書、宮廷檔案、方志、農(nóng)書、類書、宗教案卷、航海日志、私人日記及文學(xué)作品中有著關(guān)于水旱、晴雨、冷暖以及風(fēng)、雨、雪、霜、雹等的浩繁記載，系統(tǒng)地搜集、輯錄和鑒定這些材料，可編制各類氣候年表,也可將年表轉(zhuǎn)換成定量的氣候參數(shù)序列,如干濕指數(shù)、冷暖指數(shù)、旱澇等級(jí)、寒凍頻率和冰凍次數(shù)等，以供分析氣候變遷的規(guī)律。

此外，一些物候記錄，如每年植物開花日期、作物收獲日期等，通過同現(xiàn)代的物候記錄對(duì)比，也可用來分析當(dāng)時(shí)的氣候變化。

世界歷史氣候變遷

自公元前4000年以來，世界范圍的氣候經(jīng)歷了多次冷暖干濕的變遷。通過對(duì)文化發(fā)展較早或所獲得的氣候變遷證據(jù)較明顯的地區(qū)，如埃及尼羅河流域、歐洲和北極等地區(qū)的歷史資料的分析，可將世界歷史氣候變遷分為下述幾個(gè)時(shí)期：①大西洋期(公元前4050～前2650)。亦稱氣候適宜期。溫暖多雨，平均氣溫比現(xiàn)代高2.5℃,尼羅河洪水位比現(xiàn)代高12～20米，熱帶半雨區(qū)雨量約為現(xiàn)代的3倍。②亞北方早期(公元前2650～前2050)。氣候轉(zhuǎn)寒,以北極海的不凍水面結(jié)冰為標(biāo)志，海平面低于現(xiàn)代約 4米。③亞北方中期(公元前2050～前1500)。氣候轉(zhuǎn)暖，但次于大西洋期。④亞北方晚期(公元前1500～前750)。寒冷而干燥,北歐連續(xù)出現(xiàn)嚴(yán)寒,尼羅河水位下降。⑤希臘時(shí)代(公元前750～前150)。暖而濕潤(rùn)，北歐轉(zhuǎn)暖，出現(xiàn)山毛櫸林,南歐也較暖和，黑海水位比現(xiàn)代高 3米。⑥羅馬時(shí)代(公元前150～公元350)。涼而干，山岳冰川一度擴(kuò)展，塔里木盆地邊緣和古絲綢之路沿線有豐富的井泉灌溉，出現(xiàn)許多繁榮的城鎮(zhèn)。⑦羅馬時(shí)代后期(350～700)。暖而干，北歐長(zhǎng)期干暖，美國(guó)西南部干旱，導(dǎo)致河流干涸，黑海水位比現(xiàn)代低3米，古絲綢之路因干旱而衰落,熱帶多雨潮濕。⑧8世紀(jì)(700～800)。西北歐轉(zhuǎn)冷,熱帶降雨減少。⑨次氣候適宜期(800～1200) 。為近2000年最溫暖的時(shí)期。西北歐風(fēng)暴減少,暖而干,墨西哥熱而濕，尼羅河由于熱帶多雨而流量大增，落基山南部的雪線比現(xiàn)代約高366米，北極流冰的邊界遠(yuǎn)比現(xiàn)代偏北。大約在公元900年，愛斯基摩人在極地定居。⑩中世紀(jì)寒冷期(1200～1450)。西北歐冷而濕，出現(xiàn)嚴(yán)酷的寒冬，里海水面上升32米，美洲冷而干,溫度低于多年平均值,尼羅河洪水水位低于平均值。中世紀(jì)溫暖期(1450～1550)。出現(xiàn)世界性的海平面升高,赤道雨量豐富。小冰期(1550～1890)。氣候轉(zhuǎn)冷，極冰強(qiáng)烈擴(kuò)展，山地冰川推進(jìn),高山雪線下降，世界大部分地區(qū)陸上、海上的冰雪達(dá)到自上次冰期結(jié)束以來的最大值。17世紀(jì)的氣候最為惡劣，歐洲嚴(yán)冬次數(shù)和嚴(yán)寒程度都大為增加，潮濕、低溫的夏天造成作物歉收。中國(guó)也是一個(gè)嚴(yán)冬頻繁的時(shí)期。

上述的⑤、⑥、⑦和⑧又合稱亞大西洋期。

中國(guó)歷史氣候變遷

由各種自然演變遺留的印記來獲取歷史時(shí)期的氣候信息是古氣候研究的有效途徑。這樣取得的測(cè)量記錄經(jīng)過合理的解釋，可以用來表示溫度、降水等氣候要素的變化，被稱為代用氣候記錄，不過需要有充足的科學(xué)根據(jù)才能認(rèn)定這些測(cè)量值究竟代表何種氣候要素。歷史文獻(xiàn)記載也是一種代用氣候記錄。中國(guó)歷史文獻(xiàn)記載的時(shí)間可以準(zhǔn)確到年，甚至到月、日，與其他的需要通過實(shí)驗(yàn)室技術(shù)測(cè)定年代的代用資料相比，它的年代認(rèn)定清楚，這一優(yōu)點(diǎn)可以有效地用于對(duì)其他代用氣候記錄的年代校訂。中國(guó)在歷史文獻(xiàn)資料上擁有各國(guó)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)對(duì)歷史文獻(xiàn)和考古發(fā)掘材料等的分析，中國(guó)歷史時(shí)期的氣候變遷與世界歷史氣候變遷的趨勢(shì)大致相似。

近5000年的氣候變遷。由于溫度的變遷微小, 雖攝氏一度之差, 亦可精密量出, 在冬春季節(jié)即能影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。而且冬季溫度因受北面西伯利亞高氣壓的控制, 使我國(guó)東部沿海地區(qū)溫度升降比較統(tǒng)一, 所以自竺可楨開始，以后的科學(xué)家大多以冬季溫度的升降作為我國(guó)氣候變動(dòng)的唯一指標(biāo)。根據(jù)對(duì)歷史材料的分析可知：近5000年中的前2000年(即從仰韶文化時(shí)代到安陽(yáng)殷墟時(shí)代)是一個(gè)溫暖的時(shí)期，大部分時(shí)間的1月份溫度比現(xiàn)今高3～5℃,這個(gè)時(shí)期的溫度波動(dòng)情形還不很清楚，但已發(fā)現(xiàn)在距今4000年左右，氣候曾一度轉(zhuǎn)寒。近5000年中的后3000年內(nèi)有一系列的冷暖波動(dòng)，年平均氣溫波動(dòng)幅度為2～3℃,有4次明顯的寒冷期，分別出現(xiàn)在公元前1000年前后(殷末周初)、公元400年前后(六朝)、公元1200年前后(南宋)和公元1700年前后(明末清初)，在這4個(gè)時(shí)期之間的秦漢、隋唐和元代分別為溫暖時(shí)期。5000年間最溫暖的時(shí)期(殷墟時(shí)代)，黃河流域綠竹繁茂，野象、犀牛出沒于林莽之間,年平均溫度比現(xiàn)今約高2℃左右。最冷時(shí)期如宋朝和明末，凜冽寒冬屢現(xiàn)，太湖、洞庭湖和鄱陽(yáng)湖多次封凍，熱帶地區(qū)冰雪頻繁，江南柑橘和福建荔枝歷遭凍毀，年平均氣溫比現(xiàn)今約低 1℃多?？v觀整個(gè)5000年的饅溫變化,總趨勢(shì)是逐漸變冷的(見圖)。

一些野生動(dòng)物棲息界限的南移，也反映了這種溫度變化的趨勢(shì)。例如：以公元前5000～前4000年間到公元前500年,喜暖的野象群活動(dòng)北界在中國(guó)可達(dá)黃河中下游;公元前500年至公元11世紀(jì),野象群活動(dòng)北界退縮到淮河-秦嶺一線，相當(dāng)于現(xiàn)代亞熱帶的北界;11～19世紀(jì)前期，野象的活動(dòng)已僅限于南嶺以南;19世紀(jì)中葉以后，野象群活動(dòng)在中國(guó)只限于云南南部的西雙版納森林。其間比較大的變化發(fā)生在11世紀(jì)前后，這與用其他方法指出的氣候變冷轉(zhuǎn)折期大致是一致的。

近500年的氣候變遷。近500年歷史材料最為豐富，根據(jù)對(duì)正史、方志、類書等史料中冷暖記載的分析，近500年間存在 3次明顯的冷暖交替過程。大致說來，3次寒冷時(shí)段分別出現(xiàn)在公元1470～1520年、1620～1720年、1840～1890年;3次溫暖時(shí)段分別為1550～1620年、1770～1830年、1900～1950年。一些研究還指出，自20世紀(jì)60年代以來開始了第 4次寒冷時(shí)段(見現(xiàn)代氣候變化)。對(duì)物候材料、果樹凍害和水稻種植記錄的分析結(jié)論也與此相符。在上述的冷暖時(shí)段中，還有更次一級(jí)尺度的波動(dòng)?？偟恼f來,近500年間氣溫波動(dòng)振幅約為1.8～2.0℃，其中最冷10年的平均冬溫比現(xiàn)今低1℃多。

根據(jù)史料中有關(guān)旱澇的記載推斷干濕狀況，發(fā)現(xiàn)干濕變化有明顯的階段性。大致說來,16～17世紀(jì)是近500年來比較干旱的時(shí)期，18～19世紀(jì)則比較濕潤(rùn)，20世紀(jì)以來又趨向干旱。

中國(guó)研究歷史氣候的發(fā)展階段

我國(guó)是氣候史料最豐富的國(guó)家。我國(guó)歷史氣候研究是由竺可楨開創(chuàng)，一直得到國(guó)際學(xué)術(shù)界的重視。到80年代，已經(jīng)歷過兩個(gè)發(fā)展階段。

70年代初及以前是開創(chuàng)階段。這一階段的代表學(xué)者是竺可楨等老一輩科學(xué)家。竺可楨積50多年的工作，廣泛地搜集、考證和引用我國(guó)氣候史料，成功的描述出我國(guó)歷史時(shí)期氣候變化的輪廓。其中，《中國(guó)近五千年來氣候變遷的初步研究》一文，集多年研究之大成，為這一時(shí)期的代表性著作。

這一時(shí)期工作地主要特點(diǎn)在于這些成果是科學(xué)家個(gè)人多年辛勤工作的結(jié)果，故在廣度上、深度上都是有限的。大量工作主要依據(jù)典型氣候事例的比較，對(duì)全國(guó)范圍的覆蓋度不大，也缺乏連續(xù)氣候序列求出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。因而所得出的氣候變化的輪廓是粗略的，尚需不斷訂正和充實(shí)。但無可否認(rèn)的是在這一時(shí)期已經(jīng)奠定我國(guó)歷史氣候研究的基礎(chǔ)，并已有廣泛的國(guó)際影響。

70至80年代是氣候史料信息化階段。這一階段的工作是從全國(guó)性協(xié)作開始的。由于全國(guó)氣候工作者的共同努力，整編了500多年來覆蓋全國(guó)的地方志中的系統(tǒng)性氣候史料，參照其他史料，完成了幾乎全國(guó)范圍內(nèi)的120個(gè)逐年旱澇等級(jí)的長(zhǎng)達(dá)500多年的序列。在此基礎(chǔ)上繪制的《中國(guó)近五百年旱澇分布圖》是這個(gè)階段的代表性成果。這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外年代最長(zhǎng)的氣候序列圖集，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，成為研究各種自然史的一本基礎(chǔ)性資料。此外，各地氣象、水文、文史單位也進(jìn)行了大量當(dāng)?shù)貧夂蛐蛄械恼?。這一階段的工作使我國(guó)歷史氣候研究有了更完善與全面的資料整編，得以做出許多定量分析的結(jié)果，其中也包括一些外國(guó)科學(xué)家應(yīng)用上述系列的研究成果。