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气候改变历史 小冰河期
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近代早期的世界，拥有一个富有戏剧性的开端，那就是小冰河期的突然造访。这个小冰河期，从13世纪一直延续到了20世纪，如果把近代前期和中世纪晚期的气候与现代的温暖气候对比，就会发现一个比较寒冷的气候区间。根据杰 • 格罗夫（Jean Grove）的说法，对地质学家、地理学家和冰川学家而言，“小冰河这个名词，被广泛用来描述处于中世纪和20世纪上半叶的两个温暖气候时段之间的，那一段异常寒冷的时期。在那个阶段，从世界范围来看，相比之前或之后的时期，冰川都增长了不少，显然，这一段较为寒冷的时期助长了冰川形成”。对气候学家而言，小冰河期“是一个在全球范围内，气温普遍偏低的时期”，对于那些特别敏感的地区，则有特别强烈的作用，譬如高海拔或者高纬度地区。一般说来，小冰河期划分为三个时段，先是初期的寒冷时段，然后从15世纪到16世纪初，是一个比较温和的时段，接着从16世纪中叶直到19世纪末或20世纪初，再度陷入了恶劣的寒冷气候的时期1。
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全球变暖的前景，和人类引发的温室气体所导致的大范围的气候变化，已经激发了大批科学家致力于气候变化历史的研究，尤其是小冰河期的那段气候。气候学家已经转向了依靠代用的测量数据来重建过去的气候，而不是文献记录。各种“自然档案”可以被校准到每年或者每个季度的情况，并被广泛地应用于世界的温带地区2。
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树轮年代学，是一门针对老树年轮的研究学问，对年轮的宽度和其他方面的因素进行测量和分析。将树心部分系统地进行比较，树木年代学家便可以得出关于气温、降水、干旱和气压等，那些决定了树木生长中在一年或者多年的环境情况。比方说，达里戈（R.D.D’arrigo）和雅各比（G. C. Jacoby），用了六组白云杉和一组北方白柏的树木年代学测得的数据，重建了从1601年到1974年之间，北美的年度气温的变化趋势。经过仔细的校准和检验，他们得出的结论是：“（气候的）主要的特点是，在17世纪早期，气温普遍低于平均值；在18世纪早期，变得更加寒冷，18世纪末期，是一个相对比较温暖的时期；在19世纪早中期，气候突然急剧变冷；到了20世纪，一直维持一个普遍温暖的趋势。”3他们还把自己的数据和早先发表的北美年轮的数据做对比，发现大致上是一致的。
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气候历史学研究，还可以采用比较的方法。将阿尔卑斯山上的冰芯，与由两极的冰盖和大冰原的冰芯所得的结论进行比较，就可以得出更加令人信服的结论。冰芯通常有几百米长，每层冰层能够表现对应每年的结冰和降雪总数，由此可以将每一层的雪量计算出来，并标注相对应的具体时间。科学家依据冰芯的每一层的降雪量值，除去每年冰雪融化的部分，就可以计算出年降雪量。针对层化的冰芯，运用复杂的化学同位素分析，就可以显示出气温、降水、大气的组成，以及每年的天气变化的具体细节信息4。比如，俄罗斯科学家从曾经覆盖北极巴伦支海到喀拉海之间的群岛和岛屿的冰川冰原，取出很长的一块冰芯，根据这个冰芯的数据，他们重建了过去500年来气温变化，他们的结论与其他有关小冰河期寒冷状况的描述，大体趋势非常一致5。
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另有两种很有前景的研究方法。科学家从沿海的海盆或者湖床中，将纹泥沉淀物（逐年的冲击层）收集在一起，就可以计算出它们所记录的每年的环境变化信息。科学家测量纹泥的叠层的不同厚度，其中花粉化石的变化情况，以及每层的地球化学元素的组成情况，通过对这些对叠层的沉积物的测量，就可以得到关于气温、太阳辐射、降水（径流量）等方面的数据6。此外，有一批海洋生物学家，专门研究活珊瑚礁，其年龄在200年到800年不等，主要集中在比较浅的热带海洋，大致深度只有10米到20米。这些活珊瑚礁通过吸收沉淀物，可以不断保持生长，科学家在珊瑚群里，测量到每年5到20毫米的速度生长。X射线可以显示每年厚度的变化情况，那些沉积在珊瑚上的物质表现出环境的变化。比如说，利用同位素分析珊瑚带，就能得出关于气温和降水的变化7。
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大量发表的古气候研究，相互之间合作并强化了一个共识，那就是在近代初期，世界范围内以北半球为主，的确发生了趋于凉爽的气候变化。主要的气候学家不但从冰芯、沉淀物、树木年轮，以及其他代用的数据上，而且从文献档案中搜集了一系列人类的观察和记录，通过搜集整理这些长期的气温数据，组成了一个长期气温数据。气候学家努力使这些资料与直接的仪器测量资料结合起来，这些测量资料在18世纪以后变得越来越多，为研究铺垫了一个很好的基础。
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在1998年的一篇文章中，迈克尔 • E • 曼恩（Michael E. Mann）、雷蒙德 • S • 布拉德利（Raymond S. Bradley）和马尔科姆 • K • 休斯（Malcolm K. Hughes），发表了北半球自过去的六个世纪以来，即从1400年开始的年度平均气温数据。他们的数据显示，“在16世纪中到18世纪末之间，这一显著的寒冷时期，尽管会偶尔出现较为暖和的时间，但是几乎所有20世纪之前的年份平均气温，都要低于20世纪的平均值”8。这些结论证实了此前布拉德利和菲利普 • D • 琼斯（Philip D. Jones）的报告，他们的数据主要来自北半球的分布广泛的各个地区，最后整理出16个数据库，以之重建北半球的夏天的气温模式。布拉德利和琼斯的结论是：“在北半球，最寒冷的区间从约1570年开始到约1730年结束，外加几乎整个19世纪，都处在寒冷的状态下”9。
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1997年发表的一篇记录了环绕北极的气候变化的古气候研究论文，也支持了近代初期小冰河的气温降低的结论。一大批科学家根据过去40多年有关冰川变化、树木年轮、湖床沉淀，还有海洋沉淀物的代表性的数据，共建立了29个数据库。对20世纪，他们还用仪器测量的记录校准了上述代用资料。一系列数据表明，在17世纪，出现了普遍的较为寒冷的天气情况，在18世纪，天气有所缓和，然而在19世纪初期，天气又突然转冷，随后却是“20世纪的温暖的顶峰”10。
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气候改变历史 历史学家与气候史
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如今，历史学家书写近代世界历史时，已经意识到，重大的气候变化在以前的确发生了。很多人试图校正他们过去的历史分析，考虑把气候作为一个变量而不是常量。但是，如何精确做到这一点，是个很复杂的事。对研究近代前期的一些历史学家而言，专业知识上的和实践上的障碍使得他们无法接受、理解和使用气候数据；对于大多数历史学家，气候是一个无须明确的常量，只是在气象方面有预见性。几乎所有研究近代前期的历史学家，不管他们的研究专注于哪一地区和社会，对他研究的对象区域的气候，都是一个直觉认识，而且很大程度上未被验证和领会。他们将个人的当地的天气经验，或者是研究当地的有关书籍中的季节性天气的描述，用在他们的研究当中。有些气候情况并未给予证明，历史学家就建立他或她自己的气候模型，他或她将这个模式运用在研究上，进一步去解释那里的个人和群体的行为。
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有段时间，历史学家们朦朦胧胧地意识到，地球温带地区的气候模式，和我们现在所经历的有点不一样。然而，没什么人可以直接讲出来，现在的天气气候和过去二到五个世纪以来的气候之间，可能存在的区别。
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从书面记录中，我们有可能提炼关于天气和气候的资料，或者是可信的高质量的，或者是逸闻趣事式的。与今日大不同的是，生活在近代时期的那些人，缺乏20世纪普遍流行的现代气象技术和数据统计方法，花费了大量精力建造一个模型，可以共享的一地的天气和气候的模型。长时间处在类似的生活经验中，自童年记事起的人的一生，在一个社区内的每个人，都积极参与了对气候有关的记忆、理解，如果允许，也可以修正存于概念上那个地方气候模型。对大部分人来说，他们的生死都和农业生产密不可分，这是他们的第二性。
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所有居住在农场的人，居住在庄园里村落里的人，居住在镇子上或城市中的人，谁都晓得，而且在热烈讨论着，什么样的天气应该在一年的哪个季节出现。天气模式决定了，一年相应的气温、降水、湿度、风向，白天和黑夜的长度。地方的气候模式，可以预告恶劣的天气事件，比如洪水、干旱、暴雨、大火、疾病和瘟疫。不管是什么形式记录的社区的历史中——口耳相传的抑或是书面记载的——每年气候的变化都被记载下来。集体的气候知识，是从四季变化的节奏中得来的，它决定了人的生活、工作和对抗自然灾难。
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地方气候模式，一直在经受着检验和不断修正。宗教和文化仪式，耕种，交易，工业生产，还有人口迁移、货物运输，都依赖于对局地和一定区域内的气候的预测。严重的反常的天气事件，对很多人来说就意味着死亡，不是个仅仅带来不便或降低生活水准的问题。近代早期的国家，统治者及其谋士，继承并发展了范围更大的气候模式，为的是征收税款，促进生产，发放工资福利，发展交通运输，等等。
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如果历史学家们担心，小冰河期的推测会导致，我们对地方的或民间的气候模式，在看法上变得正统化，那么就需要有一个更大的框架，来针对它进行检验。因此我们需要持续的时间序列数据，面向世界每个地区的，甚至包括一些很小的地区，还有地方的模式，来帮助重建可上溯到中世纪早期的逐季逐年的天气情况。在17世纪末，统一使用温度计和其他气象仪器之后，这就意味着拥有了更多可靠的季节性和年度的气候数据。但是，关于近代早期的天气数据，至少有一半以上，是耗费了大量心血，采取分散的资源并做统计分析后才获得的。
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20世纪60年代以前，大部分历史学家基本上忽视了从物理科学研究中获得的越来越多的证据，即在并不遥远的过去，气候的变化非常明显11。后来，这种无动于衷的态度在逐渐减少。著名的法国历史学家艾曼纽埃尔 • 勒罗伊 • 拉迪里（Emmanuel Le Roy Ladurie）发表了他的畅销之作《盛宴的时节，饥荒的时节：从公元1000年以来的气候历史》（Times of Feast, Times of Famine: A History of Climate since the Year 1000）（法文版在1967年问世，英文版在1971年出版）12。1972年，英国气象学家兰伯（H.H Lamb）发表了《气候：现在、过去和将来》（Climate: Present, Past, and Future），他在这本书里谈到，中世纪的温暖时期之后，是近代早期的寒冷的小冰河期13。在同一年，中国历史学家竺可桢采用丰富而长期的历史文献，（用中文）发表了他对中国历史上的气候的初步研究14。1974年，杰勒德 • 曼利（Gerard Manley）编纂了从1659年到1973年的英格兰中部每月的气温记录。1984年，克里斯汀 • 菲斯特（Christian Pfister）发表了一个类似的关于瑞士气候的总结15。在20世纪80年代早期，俄国人鲍里先科夫（Ye. P. Borisenkov）从编年史里总结并（用俄文）发表了俄国11世纪至18世纪的气候变化数据16。80年代，张德二根据地方志，重建了华南几乎五个世纪的冬天的气温17。
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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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