历史时期的气候没有完善的纪录可查，必须采用各种特殊的手段进行研究
长期以来历史气候的研究一直是地球物理学界所瞩目的热点。
竺可桢先生在其数十年的科学生涯中，就付出很大精力在从事历史气候的研究，并且取得非凡的成就，成为我国科学界在这一领域的山。
气候现象与人们的生活生产活动密切相关，气象预报是现代人最关心的信息之一，每天出门以前最想知道的就是今天天气如何。还有对长时段气候的关注：多年以来大家都在论温室效应，都担心日趋温暖的气候会给世界带来灾难，冰消融，海平面上升，沿海地带被淹，前景似乎有点悲观。但与此时，变冷的例子其实也有，今年莫斯科就遭遇七十年未遇的大寒。
因此，除了人为的效应以外，地球与宇宙还有自己的演变发展规，用专门的术语来讲就是还存在着气候的自然振动现象，这一点是不能忽视的。人类有观测的气象纪录至多只有二百来年的历史，这只是地球历史上一瞬。我们还很难说现在就是地球上最温暖的时期。如果观测纪录为标准，那么从第四纪以来，或者说大致从有人类以来的两百万年里，有百分之九十的时间比现在冷，而如果同大约五十亿年的地球气候的平均情况相比较，则有百分之十时间的气候比现在温暖。
为了知道未来气候的变化趋势，除了用高科技手段进行预测以外，还要回顾研究历史上的气候变迁情况，才能重建气候变化的轮廓，了解气候变化的原因与趋势，使未来气候的预测有更强的科学性。那么在没有观测纪录的情况下，我们是如何知道史时期的气候情况的呢？这就是一个很大的难题，是一个气候学与历史地理学交叉的大课题。通常我们将人类出现以前的时期称为地质时期或古地理时期，而将人类出现以后的时期称为历史时期。对于地质时期气的研究由于有地质变迁的考察做基础，反而比历史时期气候的研究还明确一些。换句话说，地质时期的气候变迁都“纪录”在地质现象里，我们可以通过地学研观察到。而历史时期的气候却没有完善的纪录可查，必须采用各种特殊的手段进行研究。因此长期以来历史气候的研究一直是地球物理学界所瞩目的热点。竺可桢先生在其数十年的科学生涯中，就付出很大精力在从事历史气候的研究，并且取得非凡的成就，成为我国科学界在这一领域的开山。
在近出版的《竺可桢全集》中，我们可以看到有以下这些有关历史气候的专门论述:一九二四年《南宋时代我国气候之揣测》，一九二五年《中国历史上气候之变迁》，一九三三年《中国历史时代之气候变迁》，一九六二年《历史时代世界气候波动》，一九七三年《中国近五千年来气候变迁的初步研》。半个世纪以来，竺先生锲而不舍，致力于历史气候研究的过程，可以由这五篇文章看出基本的脉络来。起先只
是梳理个别朝代的气候情况，后来初步接触整个中国在历史上的气候变迁，进而讨论世界气候的波动，最后作为其总结性的成果，是一篇反而称为“初步研究”的中国气候变迁的里程碑式的重要论文。以之作为指导性文献，地学界在八十年代与九十年代相继推出了《历史时期气候变化研究方法》与《中国历史气候变化研究》等重要著作，我国的历史气候研究达到一个新阶段。
尽管历史气候研究受到瞩目，但世界范围内历史气候研究的实质性起步并不算早，二十世纪六十年代以后，古气候研究开过三次世界性的会议，但多数论文仍然在研究地质时代的气候，而于历史时期气候则研究者寥寥。其主要原因就是其他国家没有我国那样丰富的天文学、气象学与地球物理学现象的可记载。中国历史悠久，又是一个重视文献记录的国家，长期以来保留了许珍贵的历史资料，古代文献中关于台风、洪水、干旱、冰冻等自然灾害的记载，关于气象学与物候学的资料，在世界上都是无可比拟的。加之中国的领土广袤，所记录下来的历史气象资料覆盖面辽阔，对于世界范围内历史气候变化的研究能够提供广阔的基础。
竺先生利用中国文化的优势，以研究手段与资料依据为标志，将五千年的中国气候变迁大势分为四个阶段:一、考古时期约公元前三OOO～一一OO年），二、物候时期（公元前一一OO～公元一四OO年），
三、方志时期（公元一四OO～一九OO年），四、仪器观测时期。考古时期尚无文献记录及文献极少的远古时代。这一时期的重要文化遗址之一是西安附近的半坡村，大约存在于五千六百至六千多年前，属于仰韶文化。在这个遗址中发现原始人猎获的动物中有麞和竹鼠，现在这些动物只存于亚热带，而不见于西安一带，从而推断当时的气候必然比现在要温暖潮湿。在河南安阳，则有另一个遗址——殷墟，这是殷商（约公元前一四OO～一一OO年）故都所在。这发现的动物亚化石除了水麞与竹鼠外，还有獏、水牛与野猪，甚至包括了今天只存在于热带的动物。就从这个时代开始，中国有了字的纪录。殷代的甲骨中有数千件记载着与求雨、求雪有关的文字。当时安阳人种稻时间相当于现今阳历的三月，现在则要到四月中。甲骨文还记载有一位商王在狩猎中得一象，联系到河南所处古地名为豫——是人牵着象的标志，可见河南在当时比现在要温暖一些。再往东，在山东历城县，在一个龙山文化遗址中发现有炭化的竹节。根据这些发现，对照今天黄河下游与长江下游的平均温度与年平均温度，竺先生认为，正月份的温度比当时减低3℃～5℃，年平均温度大约减2℃。针对有人认为冰川时期以后气候不变的错误想法，他特别指出，历史时期气候的变化与地质时期是一样的，只是幅度较小而已。
第二时期与第三时期都是利用历史的物候记录来推断气候变化，只是第三时期重点使用我国丰富的地方志，其物候记录更加集中，易于利用。古代虽然没有气象仪器观测气候的变化，但却有丰富的物候记录。所谓物候是人观察到一年之中何时降霜下雪，河开河冻，植物开花结果，候鸟春来秋往等等。中国农
立国，为了农事的需要，至迟从西周（约公元前一一OO～七七O年）开始就有了物候的观测。《夏小正》、《礼记·月令》都记载有当时物候观察的结果。这种观察积三千年之久，经验丰富，记载翔实，是一笔贵的历史气候研究资料。例如夏殷之际的郯国（在今山东），用家燕的北来，以判定春分的到来。而在上一世纪三十年代的春分时节，家燕只飞到上海，还未到上海以北的郯国，两相对照，上海与三四千年前的郯国年平均气温要相差1.5℃。这一结果与考古时期用竹子分布区域变化的方法推测气温的结论是一致的。
周的文字初有刻在青铜器上的金文，后来有更多地刻或写在竹简上的文字。竹简的普遍使用与当时文字中有许多是以“竹”为头，说明周初温暖，黄河流域普遍有竹类生长，与现在大不相同。到了周朝中期，气候转冷，《竹书纪年》记载周孝王时汉江有次结冰，发生于公元前九O三与八九七年。不过一二百年以后的春秋时期，天气又再度转暖。竹子与梅树等亚热带植物在《诗经》里常被提及。例如《秦风》中载：“终南何有？有条有梅。”终山在西安以南，现在并无梅树之踪迹。战国、秦与西汉，气候一直暖和，到了东汉才有趋冷的记录，但为时亦不长。到了魏晋南北朝，气候真正地冷了下来，在公元四世纪上半冷到极点，渤海湾连续冰冻三年，冰上可行车马军队。六世纪中期北朝贾思勰所写的一本农业百科式的著作《齐民要术》，很注意物候情况。书中提到，河南山东一带石榴树从十月中开始就要用蒲藁裹起来，否则会冻死，可是今天在这些地方石榴可以在室外安全生长，无需裹扎。
隋唐以后，天气又变得和暖起来。据记载，公元六五O、六六九与六七八年的冬季，首都长安都无冰无雪。八世纪初，皇宫中长有梅树，种有柑桔。梅树只能耐寒到－14，柑橘则只能耐到－8℃，有梅有柑是气候暖和的证明。但到了十一世纪初期的宋代，北已经没有梅树，气候冷于唐朝。十二世纪，气候继续变冷。太湖不但在公元一一一一年全部封冻，而且冰上可以行车，湖上洞庭山的柑橘全部冻死。从一一三一至一二六O年，杭州春节降雪，每十年降雪平均最迟日期是四月九日，比十二世纪及前十年最晚的春雪差不多推迟一个月。十二世纪的寒冷从北到南直到华南与西南地区。一一一O年与一一七八年福州的荔枝全被冻死。四川的成都曾经生长过荔枝，张籍的《成都曲》云：“锦江近西烟水绿，新雨山头荔枝熟。”但到苏轼所生活的北宋，荔枝能生长于成都以南的眉山了。到了十二世纪的南宋，据陆游诗与范成大的《吴船录》，连眉山也不长荔枝了。
虽然十三世纪初期到中期一段时间天气有转暖的迹象，但到十四世纪，冬季又是严寒了。一三二九年与一三五三年太湖再次结冰。黄河在一三五一年十一月时就有冰块漂流到山东，而现代的记载表明，河南与山东要到十二月份，河中才出现冰块。值得注意的是，从全球来看，气候变化似乎是由东往西推进。据前苏联与欧洲的科学家研究，俄罗斯平原的寒冷期约在一三五O年开始，中欧的德国与奥地利在一四二九至一
四六五年间气候显然开始恶化，在英国，有人以为一四三O、一五五O年与一五九O年的英国饥荒都是因天气寒冷所致。因此竺先生认为“可能寒冷的潮流开始于东亚，而逐渐向西移往西欧”。
以上气候变迁的资料都是从十分零散的诗文、史籍中发掘出来的。到了明代（一三六八至一六四四）以后，各类文献存世数量很大，难以穷尽，因此将物候材料的收集集中于地方志方面是最为合适的手段。在这第三时期中，竺先生主要注意两种异常气候的出现。一是异常的严冬，即平常不结冰的河湖有结冰现象;二是热带平原冬天下雪结冰。根据方志记载，将太湖、鄱阳湖、洞庭湖与汉江、淮河的结冰情况以及两广热带地区降雪落霜的情况分列成两个表格，那就可以发现，在十四世纪以后的五百年中，我国的寒冷天数不是均等分布的，而是分组排列的。暖冬在一五五O～一六OO年与一七二O～一八三O年间，寒冬是在一四七O～一五二O年，一六二O～一七二O年和一八四O～一八九O年间。以世纪来分，则以十七世纪最冷，有十四个寒冬，十九世纪次之，有十个寒冬。竺先生再从最冷的十七世纪选择两种笔记所见物候材料作为旁证。其一是《袁小修日记》，记于明万历三六～四五年（一六O八～一六一七年）的湖北沙市，另一是谈迁的《北游录》，记其一六五三～一六五五年在北京之见闻。两部日记都详细记载桃、杏、丁香、海棠春初开花的日期。与今天相较，袁小修时候的春初物候比武昌要迟七天到十天，可见当时变冷的大概。谈迁所记北京物候比今天也要迟一两个星期。根据物候学上“生物气候学定律”就可以从等温线图中标出北京在十七世纪中叶冬季要比现在冷两度之谱。
仪器观测时期在中国主要是一九OO年以后的事。但在此之前，也有一些零星的观测记录。最早是十八世纪中叶耶稣会士钱德明测量了北京一七五七至一七六二年间的日气温，后来一八六七年有俄罗斯科学院在北京建立气象与地磁站。据我所知，十九世纪前期还有西洋人在广州的气象记录（包括气温，雨量，风向等）。这些记录虽与现代的仪器观测的精密度有一定距离，但仍是很好的参考数据。以北京冬季三个月而言，将现代与上述两个记录相比，二十世纪中期有明显的暖和。北京而外，上海、天津、香港也有较长时间的气温记录。比较这些地方的气候变化就比过去来得可靠了。
以上就是竺可桢先生用大半生的心血给我们勾勒的中国五千年间气候变迁的大致脉络，其间的精详考证本文不能一一举出。历史时期的气候存在变迁过程，在今天似乎已经成为常识，可是就在八九十年前，欧美的大多数正统气候学家还认为，气候在历史时代是稳定的。竺先生在青年时代就对这一说法表示怀疑，所以才以《南宋时代我国气候之揣测》为始，五十年来，将中国历史气候变化的研究一直进行到底。就在改定那篇扛鼎之作《中国近五千年气候变迁的初步研究》后的翌年，他就与世长辞了，而且这篇论文竟然也是文化革命开始到其生命结束八年间，他发表的惟一的一篇学术论文。人的一生有限，想做的事太多，
但能立定脚跟将一件事做到底，并对中国与世界的科学研究事业有里程碑式贡献的并不算多，竺可桢先生这篇大作足以彪炳千秋，即使后来者研究水平会不断提高，但是其领军地位依然不会改变。
学术是不断向前发展的，对历史气候的研究自然也不会停步不前，先生逝世三十年来，历史气候的研究又有了长足的发展。对先生所说的隋唐暖期的看法有所修正，对先生提出的研究方法有更精详的引申，但先生所提出的指导思想与基本研究方法至今仍然被历史气候研究的专家学者奉为圭臬。之所以然者，因为先生的一生是以科学精神贯串其研究工作，不但在历史气候研究方面如此，在与历史气候研究密切相关的物候学，以及其他学术方面也是如此，竺先生曾经讲过，所谓科学精神就是“只问是非，不计利害”，这种精神不为圭臬而为何？