研究古气候的利器
古时候的气候和现在一样吗？人类进行系统性仪器观测的历史不超过200年，在研究气候变化的历史长河中，几百年、几千年甚至上万年的气候变化，又是如何还原的呢？
这门“气候考古学”和普通的考古研究一样，关键在于证据。
寻找历史文献的“蛛丝马迹”
相传我国在黄帝时代，就设有专人从事气候观测。因为农耕时代的人们靠天吃饭，知道天气信息是生存必需。而在甲骨文中关于天气现象的知识就已十分丰富、细致，包括降水、天空状况、风、云雾等许多项目。
最早的气候记录是3000年前的殷墟甲骨文卜辞。夏商时代开始在明堂观测和记录春夏秋冬四时变化及燥湿、寒暑、雨、露之类的现象，但如何观测，并没有具体记载。
按《后汉书 百官志》记载，具体负责气象工作的是太史令。在太史令的统属下，有明堂令和灵台令各一人，负责日常天文、气象的观测工作。观测的项目包括审听音乐的清浊以及是否和谐、测定日晷的影子是否准确、权衡土炭测定燥湿（阴阳）的情形、审查各项观测记录并推定阴阳之气的情况等。每一项工作，都有具体的要求。其中，音乐的清浊与阴阳对应，实际是一种湿度指标。空气干燥，音乐才轻扬；空气潮湿，音乐则会低沉。
降水，是一种与人类生活密切相关的气象信息。史书中的降水记载，几千年未曾中断。最具科学价值的是钦天监和各地方上报朝廷的《晴雨录》，这是有组织的、连续的天气记录。
🔼《晴雨录》
在各种典籍中，都可以找到大量关于气候的历史记录，如：干旱、洪涝、雨、雪、霜、冰冻等，还有收成、饥荒和病虫害等间接反映气候状况的记载。
循着这些蛛丝马迹，科学家们就可以推断出，比如，唐朝可能是个温暖的时期，清朝可能有一段时间很冷。哪一年旱涝灾害多，哪一年风调雨顺。
不过，根据古文献资料推演气候也有一些不足之处。比如，在距今300年以前，几乎没有逐月逐日的连续性天气气候记录。除了当时的宫廷和繁华的大都市，一些偏远地区的资料缺乏。还有些古气候记录并不确切等。这都需要科学家在对历史文献进行复原的过程中进行大量比对、甄别和修订工作。
在关于历史气候的论述中，竺可桢先生的《中国近五千年气候变迁的初步研究》是其中的扛鼎之作。张德二主编的《中国三千年气象记录总集》也是一本集大成的研究著作。
破译树木年轮的“气候密码”
树木的年轮是大家比较熟悉的一种气候“记录器”。树木年轮与气候条件关系密切。在降水和温度适宜的年份，树木长的快，年轮就比较疏，反之则密。当然，年轮与气候的关系没有课本上说的这么简单，不过年轮的宽窄和颜色的深浅说明每一年树木生长的环境条件不同，这是事实。在我国，有不少科学家专门从事树木年轮研究。
根据树木年轮，科学家可以推断最长8千年以前的气候，这项研究开始于20世纪初，从50年代开始发展为现代树木年轮气候的研究。
树木年轮对气候的记录时间比文献要长很多，这是它的一大优点，资料连续性也好，可以避免各种人为因素造成的气候记录中断现象，同时，树木广泛存在不同地区，不局限于气象台站。
据相关研究资料记载，在北半球高寒地区，温度是影响树木生长的主要因素，宽年轮就说明当年气候偏暖，窄年轮表示偏冷。而在干旱的地区，年轮的宽窄往往反映降水量的多少。
当然，树木年轮的分析也有它的不足。毕竟，年轮只是一种“气候密码”，不如人们记录的气候资料那样直接而准确，所以，科学家在进行年轮研究时，通常也要跟气候资料记录结合起来，先根据有记录的年份摸索树木年轮的规律，再根据年轮去推演没有资料记录年份的气候状况。
寻找穿越万年的气候宝藏——“冰芯”
冰芯，顾名思义，就是取自冰川内部的芯。在大气中的物质会随大气环流而抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。大气中的化学品和气体“描述”了当时环境条件所具有的特性，通过区分冬天与夏天的雪之间化学品的差异，便可确定冰的年龄，正如计算树的年轮来确定树木有多大一样。
科学家之所以发现冰芯存留着气候线索，据说有一段小插曲。
在南极考察的科学家想喝冰镇啤酒，他们便在啤酒中加入冰块，却发现啤酒中翻涌出气泡。
也许，在常人眼中，这些气泡再普通不过，但是科学家们立刻意识到，这些冰块中的气体不是普通气体，可能是很古老的气体。
在分析冰芯样品时，分析冰芯中滞留氧泡的大气化学成分，即可测得其二氧化碳的含量。依照同样的方法，还可分析得到诸如甲烷、氮等气体的历史资料。
利用北极格陵兰冰芯和南极冰芯，科学家分别获得了近12万年和近74万年以来北极和南极地区温度及二氧化碳等痕量气体浓度变化的代用资料，这种冰芯已经是几千米长了。
与树木年轮相比，冰芯记录气候信息的量更多、分辨率更高，尤其是冰芯中的气泡是树轮等介质中都没有的。但是，据科学家介绍，针对冰芯定年是一项十分复杂的工作，也非常困难。获取冰芯是一个非常艰巨的任务，不能选取流动的冰层，而在固定的冰盖上获取一个冰芯常常需要几年时间。我国在南极冰盖最高点建立昆仑考察站，就是要钻透南极冰盖，获取深冰芯。这需要花费大量的人力物力，费时几年甚至十几年才能完成。
现有资料表明，在冰穹A底部，很可能存在着目前南极最古老的冰层，一旦获取，有望破解地球数百万年来的气候变化的奥秘。
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