中国近代地理学和气象学奠基人竺可桢，在 1972 年发表的「中国近五千年来气候变迁的初步研究」中，结合史学、物候、方志和仪器观测，将过去 5000 年的气候变化大致划分为4 个温暖期和 4 个寒冷期。
巧合的是，不同冷暖期所相对应的朝代，也正是王朝兴衰更替的关键时期。例如，公元 1000 年到 1200年的南北宋，中国气温趋冷，苏轼诵杏花诗中的「关中幸无梅，赖汝充鼎和」便可为证。
而宋之前的唐代，不仅都城长安冬天没冰没雪，唐开元 19 年，扬州甚至出现双季稻的记载，竺可桢据此推测，处於中国第 3 个温暖期的隋唐，当时的平均温度比魏晋南北朝高摄氏 3 度左右。
竺可桢曾研究了中国近5000年来的气候变化，发现有多刺变化，温度较高为温暖期，温度较低为寒冷期。
第一个温暖期：（公元前2000——公元前1000年）夏、商、西周
第一个寒冷期：东周
第二个温暖期：两汉
第二个寒冷期：三国魏晋南北朝
第三个温暖期：唐朝
第三个寒冷期：五代十国两宋
第四个温暖期（相对温暖，但不及之前温暖）：明朝
第四个寒冷期：（17世纪至19世纪）清朝
中国5000年气候变动有逐渐变冷变干的趋势。那气候究竟和历史朝代演变有什么关系呢？
从以上寒冷期与温暖期的周期中我们可以清楚的看到，温暖期一般建立了强大的中央政权，此时国土面积广大。寒冷期则汉人政权实力大打折扣，边疆少数民族兴盛，来自外族的压力很大。
中国古代史上的民族入侵矛盾，主要是来自北方大漠。因为古代中国是一个大陆国家，东、南两面有海洋，基本上是人类探索世界的阻碍。西面有高大的青藏高原和广阔的沙漠，外族受地形和气候不可能对东部的汉族政权造成千里突袭。所以汉族政权在古代一直蒙受着来自北方的压力，例如匈奴、突厥、契丹、女真、蒙古、满等。
北方少数民族地区因为是游牧经济，完全靠草原来养活自己，当气候变冷时，草原生长很差，得不到充分的食物供给。在这时候，就会向南方的汉族政权发起进攻，以获得食物。而南方此时也变冷，粮食等物资也会大幅减产，从而综合国力有所下降。所以北方外族入侵频繁的时候，实际上是在一个气候变冷的大背景下，迫于生存压力造成的。所以，在气候寒冷时期，中原王朝将面临内忧外患的窘境
来自中国科学院地球环境研究所的一项最新研究成果显示，过去两千多年的气候冷暖变迁，与我国历史上一些朝代的兴衰更迭存在对应关系，大多数朝代的垮塌都是发生在气候变冷的低温区间。
这一研究得到了国家自然科学基金和国家科学技术部等共同资助，相关论文已刊登在我国权威学术期刊《中国科学》杂志上。
据研究负责人、中科院地球环境研究所研究员刘禹介绍，科研人员通过研究青藏高原上的中国特有树种祁连圆柏现生树的年轮，并与唐朝古墓里出土的祁连圆柏的年轮相衔接，以树木年轮宽度作为温度变化的代用指标，成功构建了从公元前484年至公元2000年，共2485年来可以代表我国中东部地区的温度变化曲线。这也是亚洲目前最长的树轮重建温度序列。
通过分析这条树轮重建的温度曲线图，科研人员发现，我国历史上的朝代垮塌几乎都与曲线图上的低温区间相对应，秦朝、三国、唐朝、宋朝（北宋和南宋）、元朝、明朝和清朝的灭亡年代，都是处于过去2485年来平均温度以下或极其寒冷的时期。
例如，历史文献研究表明，公元1～6世纪（贯穿我国东汉、三国、魏和晋朝），我国气候相对较冷。在温度曲线图上，这一时期的温度大部分都处于过去2485年来的平均温度值（2.07摄氏度以下）。由于气候寒冷，晋朝时期的草场、牧地已延伸到黄河以南区域，农业用地也在往南退缩，整个中国西北部处于干冷气候中。其中公元348年至366年间达到了过去2485年间寒冷的顶点，年平均温度仅为1.62摄氏度。
在这条温度曲线图上，虽然汉朝和东晋的灭亡相对于其之前的低温区域有一些滞后，但在朝代灭亡之前战乱早已经开始。例如晋朝灭亡于公元420年，但战争带来的社会动荡在公元386年就已经开始，而这一年正接近于温度曲线中的温度最低点。
树轮重建的温度曲线图还显示，唐朝灭亡的公元907年，相对于其之前和之后的温暖期来说，也是一个低温期。公元1271年至1296年是一段寒冷时期，26年平均气温为1.82摄氏度，这一寒冷区域正对应着我国宋朝灭亡和元朝建立。公元1599年至1702年也是一段漫长的寒冷区域，这104年间的平均温度为1.77摄氏度，这一时期正是我国明朝灭亡、清朝建立。
虽然在过去两千多年，我国大多数朝代的垮塌与低温区间的对应现象并非一种偶然的巧合，但我们不能就此断言，朝代的兴衰完全就是气候变化造成的。刘禹在接受新华社记者采访时认为，影响历史进程的原因有很多方面，气候只不过是其中的一种。由于封建王朝自身政治上的腐败，加之低温导致的粮食歉收、造成饥饿，最后可能引发农民起义和战争，导致朝代更迭。此外，在寒冷时期，草原牧场向南迁移也会导致北方游牧民族的入侵和南迁。
通过研究，科研人员还发现，目前人们普遍关注的全球气候变暖，有可能并不是历史上最温暖的时期。在过去2485年间，有四个历史时期的温度高于或接近于1970年至2000年的平均温度。
其中，公元401年至413年，是过去2485年来气候最温暖的一段时期。公元348年至413这段时期的温度还发生了突变，由极端寒冷迅速攀升到极端温暖，此后又迅速降温。由于这段时期正处于我国东晋时期，因此科研人员将这次温度突变命名为东晋事件。
目前，我国科研人员正在进一步研究东晋事件的发生机制。这对于了解过去气候变化状况，揭示气候变化规律，预测未来气候发展趋势具有十分重要意义。
自然环境是人类赖以生存的地球空间。在漫长的人类社会历史时期，自然环境始终处在不断的运动变化之中。自然环境在时间上和空间上的每次重大变化，都给人类社会带来巨大影响。反之，人类的活动，也同样影响、改变着周围的自然环境。了解5000年来全球性气候变化的总趋势，理解全球性气候变化同人类活动存在什么关系？5000年来东亚大陆气候环境如何变化，与中国历史上的重要事件、社会文化形态之间是否有对应的关系？
分析历史时期气候变化的方法：
1．考古资料时期：距今2500年前（公元前 500 年），依靠地层沉积相、考古、孢粉分析
2．物候资料时期：距今2500年至500年前（前500—1400），根据物候、文献与考古实物记载
3．方志资料时期：距今500年以来（1400--），利用地方志
一．距今5000年前气候的变化
多年来地理和考古研究已经证实，自更新世晚期（距今2万年前后）末次冰期以后的全新世时期，曾出现过全球性的气候回暖，时间大致在距今7500年至2500年之间，即中全新世时期。在中国大致相当于中原地区的仰韶文化时期。距今5000年是一个分界线。5000年以前气候和温度明显上升，而5000年开始，气温逐渐下降，干燥度增加。持续至现在，其间又有若干次以世纪为期的气温回升和复降。
距今5000年前的温暖潮湿气候在不同地区暖湿气候的证据及人类活动的遗迹：
中国北方经孢粉研究发现以栎树为代表的阔叶乔木大量增加，发现目前只能生长于江淮地区田间沼泽的水蕨孢子，发现喜暖湿，栖于沼泽地的梅氏糜鹿（四不像鹿）。说明当时华北地区湖沼丛生，年均温度较今天高出约2度。如：北京西郊一带泥炭堆积达1100万立方米，是过去林木繁茂造成的沉积相。海平面比今天要高，即存在全新世海侵问题。
西安半坡遗址发现距今6000年的獐、竹鼠和貉的动物遗骸，可是现今它们生活在关中以南气候湿润的长江流域。甘肃省秦安大地湾遗址，属于仰韶文化晚期的建筑多用立木支撑房屋，有的主竖墙体竟用150根大小木柱。当时生产力水平低下，还不能长途运输，这些木材只能采伐自当地，证明距今6000年前渭河上游是森林草原类型的景观，比今天要湿暖。河南淅川下王岗仰韶文化遗址发现喜暖动物遗骸：孔雀、猕猴、大熊猫、苏门犀、亚洲象、水鹿，古文字中河南豫的含义是人牵着象。
上海地区的孢粉分析表明5000年前这里以栎、栲树为主的常绿阔叶落叶混交林。年平均温度高于今天2—3摄氏度，相当于浙江南部。浙江余姚河姆渡遗址发现象、犀、等生活在热带的动物遗骸，年均温度较今天高出约4度，推测其气候相当于今天的广东省。
天山北麓在全新世中期云杉分布线比今天为高，说明当时的气温较今天暖和。青藏高原的湖泊分布比今天为多，西藏发现的人类活动遗迹多在这一时期，甚至在今天藏北无人区也有细石器的发现。
新石器时期的人类文化遗址多处在丘，岗，台地上。
视点
总体来讲，上述资料说明5000年前的暖湿期的亚热带北界从当代的淮河流域霍丘、定远、天长一线向北推移到京、津一带，几乎控制了整个华北平原大部分地区。年均温度15C、最冷月均温0摄氏度的北界向北推进了大约5—6个纬度。两个纬度间距为110公里。也就是说，亚热带北界大部分时间徘徊于山东丘陵一带，比今天这里的年均气温偏高2—3度。这种暖湿气候期大致延续到公元前2000年的殷商时代。
但是，这种全球性的暖湿期内也有过气候的波动，主要是距今5000年左右的数百年间，欧洲阿尔卑斯冰川扩张，一些喜温植物突然衰减。主要是榆树、常春藤、菩提树等，欧洲人称：榆下降（Ulmus decline）。在中国则出现了松、云杉、冷杉、桦树明显增多，反映一种寒冷偏湿的气候环境。
这次低温事件对早已活动于中国各个地区的先民有哪些影响？与中国古史传说中的大禹王时洪水横流，泛滥成灾，禹王治水传说的分布和传播有什么联系？值得进一步研究。
二、5000年以来的气候变迁：
据有关资料，从距今1万年开始，冰川大量融化，气候显著转暖。3、4千年以来，中国气候发生过数次转暖、转寒交替变化的波动，殷商时代是全新世暖湿期的最后一个时段，自此以后总的气候趋势是变冷、变干。
公元前3000年至公元前1000年，当时的黄河两岸长满青翠的竹子。这是中国文明史载的第一个温暖期。也是尧舜禹、夏、商和西周时期，是中华民族的文明奠基期。
儒家对夏商周三代赞叹、羡慕不已。著名气象学家竺可桢绘制的历史气温变迁图显示，三代气温高于汉、唐，文明的发展也高于汉唐。
公元前1000年左右至公元前850年气温开始下降。史籍记载，周孝王七年(前903年)，厉王生，冬大雨雹，牛马死，江、汉俱冻，农作物受损严重，周朝的经济开始凋敝，国力衰退。
从公元前770年至公元前476年，是中华文明历史的第二个温暖期。据《左传》、《诗经》等古籍记载，那时山东冬季经常无冰，齐鲁地区可一年两熟，并多见竹子、梅树一类的亚热带植物。
公元前476年至公元前100年，从战国初期一直到西汉，挪威雪线显示世界气温迅速下降，这在竺可桢的气候变迁图上有明确记载。
从公元初年至公元600年，气候又变得寒冷，平均温度比现代要低l℃左右。这也是中国历史第二次大分裂期。
王莽天凤三年(公元16年)，二月乙酉，地震，大雨雪，关东尤甚，深者一丈，竹柏或枯；王莽天凤四年八月，大寒，百官人马有冻死者。
在接下来的东汉初期，降温开始减弱，但到了公元180年至公元600年间，即东汉后期，寒冷再次加重。汉灵帝光和六年(183年)冬，大寒，北海、东莱、琅邪井中冰厚尺余。此次波动为魏晋气候大降温的前奏，自此开始了长达约400年的寒冷气候时期。
这期间，张角创立了太平道，公元184年发动黄巾军起义，导致东汉灭亡，形成了后来的三国两晋南北朝，历时400多年的全国大分裂，经济文化破坏严重，百姓痛苦不堪。
公元600年至1100年，是中华历史的第三个温暖期。唐朝时期的长安，数冬无冰雪，可种梅花与柑桔，柑桔，果实味道与四川的无异。温暖的气候，有利于农业的发展，唐朝国力逐渐强盛。
但公元801年至960年，气候转寒，豫南地区在贞元十八年，冬十月频雪；元和八年东都大寒。直至五代十国，国家又陷入动乱期。
北宋太宗雍熙二年(公元985年)以后，气候又急遽转寒，江淮一带漫天冰雪的奇寒景象再度出现。长安，洛阳一带在唐朝以后可以种植的柑橘等果树全部冻死，而淮河流域、长江下游和太湖皆结冰，可通车马。
清朝前叶旱灾、水灾严重，是清初三藩之乱的原因之一。清代末叶，政局已经由盛转衰，捻军、太平天国、回民起义等乱象四起，不久后清朝便告灭亡。
中国历史上不定期出现的寒冷和干旱，使土地积温不足，作物生长受损，歉收严重。古代中国一直是农业立国，严重饥荒必然引起动乱，进而影响各朝代的政治、军事、经济、社会文化和物质文明的演变。
1．西周气候寒冷期
从公元前10世纪起的西周早期，约100—200年间，全球气候下降，这是全新世暖湿气候结束后的第一个寒冷时段。无论先秦文献还是考古发现，都无法证明犀象再度活跃于黄淮海平原。用象的形象作为青铜器的纹饰也只流行于商末和西周前期。
2．春秋气候转暖期
大约至公元前8～3世纪的春秋战国时代，气候又渐渐转暖。
3．秦汉气候降温期
从战国时代开始至西汉中叶，寒冷气候开始侵袭中华大地。现在通行的二十四节气是在秦汉之际最后确定的，始见于《淮南子》。其霜降平均日期，在黄淮海地区相当于公历10月24日左右，比今天郑州、西安（10月30日霜降）提前了一周。
长城是农牧业生产方式变更线的标志，该时期地球上出现了相应的人类活动：匈奴人南侵与西迁，亚欧民族大迁移。
4．西汉中叶至东汉末的温暖气候
西汉中叶，全球气温有一个突发性的回暖，导致中国历史上有两个值得注意的现象：
（1）华北平原北部的渤海湾出现大范围的海侵现象，其范围波及4米等高线以下地区，其现象反映在历史书籍记载上即九河之地已为海所渐。其后果是沿海地区的当地文化遗存发生中断。
2）西汉中叶开始，黄河中下游多次出现决溢、泛滥。汉武帝和王莽时期，曾发生两次黄河大改道
5．魏晋南北朝气候寒冷期。
东汉末年，中华大地气候又表现出向寒冷转变的迹象。东海、东莱、琅琊等郡出现水井冻冰厚尺余的现象，渤海湾也有冰封记载。
这个时期最值得注意的历史现象是北方游牧民族轮番入侵中原农耕地区，导致中国历史上的人口南迁浪潮和民族大融合。魏孝文帝迁都洛阳与孝文帝改革。
6．唐代前期气候转暖期
公元七、八世纪，黄河流域气候一度转暖，长安地区盛开只能抗御零下14℃最低温度的梅花，长江中下游地区的柑桔基本无冻寒，估计年均温度高出现今2℃，有人认为梅、桔皆为皇苑中人工栽培的观赏植物，不能作为确定温暖的指示，主要还应根椐史料中的记载：
（1）没有突发性极冷事件
（2）无频繁寒冷天气
（3）也无明显气候突发性增暖，
从而估计，当时的气候较南北朝为暖而与现代相差不大。
7．唐中叶以后至五代时的气候寒冷期
有人依据《全唐诗》中关于宫廷梅花诗和咏寒诗篇的时间分布，认为天宝以后至五代的300年间中国东部气候有向寒冷方向转变的特点。沿海冰冻记载增加。所以认为整个唐代仍应划入魏晋以来的寒冷期范围内。
例如：北宋初撤消了唐代在河南博爱地区设置的司竹监，此事与五代时气温下降，竹林规模缩小有关系。这个时期相应发生的历史事件主要是五代后期契丹人屡屡南下。
8．北宋至元中叶气候温暖期
北宋中期气候又向温暖方向转变，其主要特点是冬季温暖现象的记载频繁出现。北宋资料中较多记载了京城开封一带的偏暖现象，宋人文集对物候的记载较多。所以，这一时期主要依据物候来推测气候的变化。
9．元代后期至清代的气候寒冷期
大约从十四世纪初开始，整个地球气候进入了一个寒冷阶段，其状况仅次于一万年前的最后一次大冰期的程度，所以人们把这段离现代最近的寒冷气候称作小冰期（LITTLE ICE AGE）。最显著的特征是寒冷事件大大增加，这段时期的研究依据主要靠地方志。
小结：
5000年来气候冷暖交替是和干湿旱涝状况的变化基本一致的，距今5000年处于暖湿期。从3000年前开始气候变干凉，高原冰川由后退转为前进，湖泽退缩，湖面下降。泥碳停止堆积，开始形成淤泥，被代表干旱环境的灰黄色粘土覆盖。人类活动范围从高处下到低处。这一时期人类干扰的因素不是很大，但气候与旱涝的周期波动对人类的活动却产生着影响。对近2000年来旱涝记载进行分析，以公元1000年为分界线，前期干旱时间短，湿润时间长，后期则旱灾多于水灾，以南涝北旱最为常见。18—19世纪涝灾一度多于旱灾，20世纪再次进入干旱期。
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