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在过去20年里，世界上各个地区的气候历史学工作者，修改并改进了方法论，寻找到了新的文献资料和代用资料18。他们成功地将可靠的年度甚至是季度的天气数据编纂在一起，一直向前推移至1400年，甚至更早。通常，这些方法需要物理学家和生物学家给予密切配合。另外，书面记录包括个人日记，经常有关于每日的天气观察，有相应的气温、湿度、风速和降水的记载。日记和其他文献也记录“与天气相关的自然现象”——洪水，干旱，结冰，河流和湖泊的融冰；还有“与天气相关的生物现象”，比如候鸟的迁徙，乔木灌木的开花，收获的时节等。有一系列相关文件包含了这类信息，但散布在各种文章里，需要努力去搜集和整理。一旦获得这些资料，就要对单个的或群体的信息内容做仔细研究，方能具备统计分析用的数值19。
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科学家和历史学家一起努力，先是编纂并分析单独的数据系统，进而面对广泛的地区来重建长期的气候历史数据序列。他们的合作证实了，我们从冰川活动数据中，和从其他长期的单个和各种代用数据类中，所获得的一般的气候趋势。
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科学家和历史学家也一起检验了近代早期寒冷趋势可能原因的假说的真实性。比如说，科学家推测，一个太阳黑子的低频率活动时段，即蒙德极小期（1645—1715），和近代早期的全球气候变冷之间的可能性关系。从1645年到1715年间，一个特别低频率的太阳黑子活动期，暗示着太阳辐射的减低，因此气温降低了，那正是小冰河期中最寒冷的一段时间20。这个证据不是决定性的，不过两个最近的研究认为，这样一个直接的关系是很有可能的。卢特尔巴彻（J. Luterbacher）和他的同事们，在重建了蒙德极小期后期（1675—1715）的海平面气压和大气环流后，认为欧洲天气中最为恶劣的情况，与太阳辐射非常有关联。另外，有一部分原因是强烈的火山活动导致太阳辐射减弱21。乔治 • 里德（George C. Reid）使用模拟的方法，也指出太阳辐射也许对这一段寒冷的气温有所影响22。
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在17世纪，有几年的夏天异常凉爽，如1601年，1641年至1643年，1659年，1666年至1669年，1675年，还有1698年至1699年，这其中有8个年头和火山爆发有关系23。除了1601年和1641—1643年以外，其他年份都处在蒙德极小期。研究1600年秘鲁埃纳普蒂纳（Huaynaputina）火山24爆发的学者评论道：“很早人们就知道，一个大的赤道区域的火山爆发，它的气体和火山灰，可以传播到世界各地。它在平流层中产生硫化物，可以引起一个小的但是统计上具有显著意义的全球降温”25。根据年轮和其他代用数据，1600年秘鲁埃纳普蒂纳火山爆发，是人类历史上有记录的最大的火山爆发，1601年夏天，是北半球600年以来最凉爽的夏天之一26。
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气候历史学家重建了季度和年度的天气变化的数据之后，另一问题又提出了，小冰河期，对人类社会的影响是怎样的？人们又是如何适应这个气候变化的？把气候看成一个变量而非常量，使得历史学家的工作更加艰难。其中一个困难是时间上的，到底以哪个时期作为研究对象？所说的长期气候趋势，在小冰河期并不是一贯的或一致的，恰相反，变化更加频繁，在寒冷和温暖之间更明显地摇摆，很多年份连续出现不正常的气候，随之季节气温和降水也是如此。那么，历史学家该如何理解，那些看似更多的剧烈风暴？或者其他伴随着寒冷气温的极端的天气事件？
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另一个困难是空间上的。如果说，对一个小的区域，我们有可靠的长期天气数据，那么同一趋势是否可以运用到更为广泛的地区？再则，如果可以的话，我们是否就能假设在广大的范围内，其影响对所有人都是一样的？我们是否可以在得出结论后，即推广到世界范围的主要地区，如像欧洲、欧亚大陆，甚至推广到半球或全球？
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尽管，恶劣的天气和降水，减少了欧洲或者其他的温带地区的农业收获，它们之间的对应关系看起来是如此直接，但事情不完全是那样简单。一些经济历史学家研究近代早期历史，比如扬 • 德弗里斯（Jan de Vries）指出，从芬兰的证据中，我们不能假设寒冷的天气和经济上的萧条，是一个直接的因果关系27。即使在寒冷的冬天，或者是潮湿的夏天，某些地方的农业歉收、物资缺乏、物价高涨，这些可能由于别的原因，比如社会或政治变动导致的经济现象的解释可能更具说服力。将寒冷天气这一因素分离出来，作为一个导致经济萧条的历史因素，需要作严格分析，这和认定其他导致产生结果的因素一样，都是非常细致和重要的工作。
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在世界其他一些地区，重要的变量不是气温，而是降水。在热带低纬度地区，对应于欧洲的寒冷气候而言，是热带的降雨减少了，有的地区甚至雨量贫乏，出现经常性的干旱。显然，天不下雨，那些依赖雨水的农作物就会渴死，经济凋敝与人们饥饿之间的非正式关系是明显的。然而，即使更多见的干旱袭来，天气这一因素的影响还是挺复杂的，因为人类可以迁移，可以变换农作物，加强灌溉，或者是其他改进措施，就可减少遭遇干旱的风险。
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最后，我们有一大堆问题，关于人类对气候变化的适应行为。比如说，是否欧洲耕种者改变了他们的农作物，或者修订了他们的农业日历，以此适应比较恶劣的小冰河期天气？是否他们迁移到更为有利的气候带进行耕种？这样的变动，是否只局限在从高海拔移到低海拔，抑或是地区间甚至大陆间的迁徙？
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为了让读者更加明白，我现在要对世界上三个区域进行更为仔细的研究。欧洲，完全处在温带地区；中国，一部分在温带，一部分在热带；还有西非，完全处于热带。在每一区域内，系统地研究气候历史，产生了很多有趣的近代早期的气候历史，激发了学术辩论，以及和人类活动关系的讨论。
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气候改变历史 欧洲
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在世界范围内，欧洲的气候历史资料最全面，也发展得最好。一大群欧洲气候历史学家，在过去的30年以来，建立了一个系统的持续的气候研究领域。1999年，克里斯汀 • 菲斯特、鲁道夫 • 布拉兹迪尔（Rudolf Bràzdil）和鲁迪格 • 格拉泽（Rudiger Glaser）等人，在《气候变化》（Climate Change）杂志上编辑发表了12篇中欧16世纪的气候历史的文章。这个合集——45位撰稿人的著作，显现出针对欧洲近代气候历史的研究领域，跨学科研究的力量和深度。
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撰稿人利用了伯尔尼大学系统化的中欧气候数据库的资源。菲斯特，一位瑞士的历史学家，是这一研究团队中的领军人物，他组织并协同了各种可能的气候资料文件和有代用的数据，帮助建立欧洲的气候历史的数据库。先从瑞士和其周边的中欧国家开始，菲斯特和他的同事们建立了1525年到1979年之间系统的气候数据。从各种不同的资料来源中包括了80000个来自天气日记的气候数据，学者们将这些资料均一化并进行编码，建立起一个温度和湿度指数的序列，这套数据覆盖了过去四个半世纪的每个月和每一年。这个数据以1901—1960年作为参照时段进行了校准。他们还计算了温度和降水对于1901—1960年这一参照时段平均值的偏差。计算偏差时使用了年值或季节值的11年滑动平均。28
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瑞士的16世纪，就有7350条天气观察记录，几乎把整个世纪的数据全部记录下来了。前50年里，共600个月，有气候观察的月份是228个月（占了38%）；后50年里，有气象观察记录的月份上升到588个月，占到98%。29直接对天气和气候做观察，并出现在文字记录里的，比如地区的或城镇的每年的年鉴，另有教堂、大学、医院和其他机构的记录档案，或是个人日记中对天气、气温的有关记载。印刷和出版的爆发式成长，为大量文件和书籍的印发创造了基础，远远超出中世纪时期人们的想象。例如，在15世纪末开始出版印刷的年历就留有为拥有者记录观测天气结果的空白。
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一些有科学爱好的个人保存了严格的天气日记。其中最有价值并保留至今的记录，是苏黎世的沃尔夫冈 • 哈勒（Wolfgang Haller）的个人日记。他记下了1545年到1576年间，10200个天气情况。天文学家第谷 • 布拉赫（Tycho Brahe）和他的助手，在丹麦汶岛（Hven）从事天文观察中，记下了1582年到1597年间4962个天气观察数据30。当我们把这些前人的数据，和使用现代仪器测量的1901年到1960年的对应数据相比较的时候，那些精确的日记中的天气记录，对于创建那一时期降水指数，就非常有帮助了。
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其他文件记录的，不是直接对气候的观察，譬如关于生物现象的变化，或者其他一些现象的观察记录，从中可以推测出气候的变化情况。有些年鉴编写者和记日记的人，记录了湖泊、河流的结冰和解冻，洪流和大水的发作，强烈的暴风雨，旱灾，饥馑等；以及与天气变化相关的人力劳动，比如割晒牧草，在葡萄园里干活，或者切割冰块等工作。
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学者们参考日记，参考一系列文本资料，还有其他代用性的资料，创建了一套16世纪季度和年度的气温、降水的变化指数。这些指数再乘以今天德国、瑞士、捷克共和国领土面积的权重，可以度量出对于1901—1960年相同地区的偏差。根据编撰者的研究，这些指数表明气温在各个季节的情况。相比之下，16世纪的平均气温，要比1901—1960年参照期的平均气温低1.5摄氏度，特别是在冬天和春天。那时的所有季节，比之1901—1960年期间的参照数据，降水要多出很多，特别是冬天（多9.8%）和秋天（多5.8%）。尽管这是一个大的趋势，其中也存在一些比较明显的波动，所谓“温暖阶段替代了寒冷阶段，潮湿时段替代了干燥时段”31。
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这些趋势，在16世纪末开始变得更加显著。鲁迪格 • 格拉泽和他的同僚认为：“一共算下来，在中欧，在16世纪下半叶，气温的确发了明显地下降。在整个16世纪，四个季节都表现出大的寒冷趋势，而且越来越强烈。”321586—1595年期间，出现了几乎不曾被打破的一连串的寒冷冬天，平均气温比1901—1960年期间的平均气温，大概还要低2摄氏度。在同一时段，夏天也变得不同寻常地寒冷，“从1591年到1598年，连续八年的夏天都是一样的凉爽，也许在过去500年的历史中，是唯一的一次。”33
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在树轮年代学的研究中，针对北欧的芬诺斯坎迪亚和西西伯利亚乌拉尔地区生长的年老树木，还有对横跨欧洲而分布的橡树等树木的研究，所积累的长时期的数据，都证实了这一气候变冷的趋势。树木年轮数据，和俄国北冰洋斯瓦尔巴特群岛的冰川融化的数据是一致的。根据各种资料，研究人员最后总结出：“欧洲在整个16世纪，夏天的平均气温，也有可能是全年的气温，发生了重大的下降。在北欧和阿尔卑斯山脉，这一情况在1570年突然发生，开始了长期的普遍的气温下降时期，大概一直持续到下一个世纪。”34
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研究瑞士的阿尔卑斯冰川的数据，特别是大阿雷奇峰（Great Aletsch），还有下格林德瓦（Lower Grindenwald），还有罗纳冰河（Rhone glaciers），都得出类似的结论。16世纪末，阿尔卑斯冰川体积增长并向前推进，直到19世纪末才停止。当冰川生长的时候，将流经它的河流和小溪阻挡住，就形成了冰湖；某些时候，比如说气候突然回暖，冰川上面的冰湖突然冲破冰库，一泄千里，洪水对下游造成极大危害35。
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这部合集里有两篇文章，直接将16世纪下半叶的寒冷和潮湿的天气，跟减少了的葡萄酒和谷物的产出联系在一起。酿葡萄酒的葡萄，乃是中欧最重要的作物，瑞士、奥地利凹地、符腾堡（Württemberg）和西匈牙利的年度有关数据，表明葡萄酒的生产，都是在1587年突然直线下降，而且这一下降趋势一直延续到1610年。这个下降趋势，与16世纪末的阴冷潮湿的夏季气候的广泛影响存在着直接关系。因为葡萄酒的生产，都是在这些国家的北部地区，凉爽的夏季减少了葡萄的产出，并将收获的葡萄中的糖分也降低了。与其喝这样劣质但是高价的葡萄酒，消费者们不如转而去喝啤酒36。
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同样，黑麦的年度价格在中欧，跟不利的季节气温和降水直接联系在一起37。从1565年到1600年，16世纪的最后三分之一时期里，物价波动和气候变量之间存在显著的相关。菲斯特和布拉兹迪尔指出，“在16世纪的后三分之一时期，气候的变化，成了影响食物价格的最重要的因素”38。这个观点反驳了人们普遍的观点，即不断增长的对新大陆的贵金属或者人口水平的投资，决定了粮食的价格。
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最终，沃尔夫冈 • 贝林杰（Wolfgang Behringer）认为，恶劣天气导致的庄稼减产和1560年以后的焚烧女巫事件数量的突然上升之间，有着因果关系39。当人们熬过了漫长的寒冷的冬天后，紧接着又是潮湿的春天和夏天，这大大减少了粮食的收获，害怕而焦虑的人们，开始在整个欧洲寻找替罪羊。贝林杰指出：“每个人认为，持续的粮食减产是因恶魔般的巫婆们导致的，整个国家决定要将她们斩草除根”40。女巫们被指控造成天气的变化，带来了强烈的暴风雨或冰雹，粮食歉收，洪水发生，牛群生病。在巨大的折磨下，女巫们被迫承认的确计划要通过改变天气将农田和葡萄园毁掉，云云。简而言之，当时的人们认识到，那时欧洲的气候环境的确变得越来越糟了。
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