绪论
第一节 历史气候研究的价值和意义
一、为何要关心气候变化
气候是多年大气的统计状态，作为环境诸要素中最活跃的组成部分，人们经过多年来的科学研究和生活实践充分认识到，在环境变迁和可持续发展中，气候变化对其他要素如地形地貌、河流水文、土壤植被、生物生态等有着强烈的影响，而这些要素又是人类社会赖以生存和发展的环境基础和影响因子。
自1850年以来（工业化以来），人类活动的影响方式和力度显著加剧。根据全球地表温度的器测资料，最近12年（1995—2006年）中，有11年位列最暖的12个年份之中。最近100年（1906—2005年）的温度线性趋势为0.74℃（0.56—0.92℃），这一趋势大于《第三次评估报告》（TAR）给出的0.6℃（0.4—0.8℃）的相应趋势（1901—2000年）。积雪、海冰面积减少、海平面的逐渐上升也与变暖相一致。从1900年至2005年，在北美和南美的东部地区、北欧和亚洲北部及中亚地区降水显著增加，但在萨赫勒（Sahel）、地中海、非洲南部地区和南亚部分地区降水减少。就全球而言，自从20世纪70年代以来，受干旱影响的面积可能已经扩大。
区域气候变化对自然环境和人类环境的其他影响正在出现，过去30年以来，人为变暖可能在全球尺度上已对在许多自然和生物系统中观测到的变化产生了可辨别的影响。就亚洲而言，预估到2050年代，在中亚、南亚、东亚和东南亚地区，特别是在大的江河流域可用淡水会减少；由于来自海洋的洪水以及在某些大三角洲地区来自河流的洪水增加，海岸带地区，特别是南亚、东亚和东南亚人口众多的大三角洲地区将会面临最大的风险；气候变化会加重对自然资源和环境的压力，这与快速的城市化、工业化和经济发展有关；根据预估的水分循环变化，在东亚、南亚和东南亚，因腹泻疾病主要与洪涝和干旱相关，预计地区发病率和死亡率会上升。
由于适应和非气候驱动因子等原因，许多影响目前还尚难分辨。其中20世纪中期以来全球平均气温的升高很可能是由人类活动排放的温室气体造成的；若不加以有效控制，未来全球变暖将进一步加剧，预计到21世纪末，气温将有可能上升1.1—6.4℃。假如未来全球平均气温升高超过2℃阈值，人类社会可能面临多方面的灾难；基于此，需要控制人类活动产生的温室气体排放，使2050年大气CO2浓度不超过450ppm[1]。
实际上，受制于目前科学的认识水平，以上关于气候变暖的幅度、速率、成因和影响的研究与认识，还尚未达到如同政府间气候变化专门委员会（IPCC）所描述的确定程度，其不确定性很大，因而IPCC的观点是否低估了气候自然变率的贡献，而夸大了人类活动对变暖的作用，这些还存在很多争议[2]。报告中具有高可信度的仅仅是少数，多数刻意地片面强调增暖的负面作用。但在IPCC的积极推动下，上述论点一方面在不断成为国际社会的主流观点，甚至已被强化为国际社会应对气候变化的政治共识，这种气候变化的科学问题显然已经转化为全球政治、经济问题。因而，发达国家凭借其在气候变化研究领域所具有的相对优势，在国际气候变化事务谈判中，一直占有更多的话语权，这种话语权使得其顺势掌握了政治和经济问题上的主动权，这也就是发达国家为何有意强化气候变化的负面问题，推卸自身应对的责任，从而在一定程度上操控发展中国家的政治、经济问题。我国一贯积极参与应对气候变化国际谈判，坚持《公约》和《议定书》双轨谈判机制，坚持“共同但有区别的责任”原则[3]。那么，对于发展中国家而言，在国际社会及各国制定气候政策及处理气候变化国际事务问题上，IPCC的这些科学认识上的不确定性当然不容轻视。
二、为何要研究历史气候
2009年之前，IPCC报告几乎成为人们了解气候变化的“标准手册”。但是，当2009年11月17日多位世界顶级气候学家的邮件和文件被黑客公开，即“气候门（climate gate）”事件，其中邮件和文件显示供给IPCC撰写报告的数据，竟是一些科学家在私自操纵，变换“自然戏法”，甚至隐匿中世纪温暖期（约950—1300年）比当前温度要高的史实，从而伪造科学流程达到支持他们有关气候变化的论点的目的。随后，相继又出现喜马拉雅山冰川将在2035年全然消融的“冰川门”、气候变化将威胁到40%的亚马逊雨林的“亚马逊门”等事件。这些都使人们关注的焦点由IPCC的“标准手册”作用开始转向“质疑全球气候变暖的可信度”。骗局和隐匿无论如何操纵与掩盖，史实和事实终将会被揭露和认识，毋庸置疑，这些任务自然需要建立在严谨务实的科学研究之上。
据以往学者研究，有大量史实和事实表明，突发的环境变化重大事件在人类历史上从未间断过，对区域发展以及文明兴衰有深刻的影响。但与此同时，人类社会的发展却始终未因气候环境变化的消极影响而停住脚步[4]。当今全球气候系统是过去环境自然变化的累积结果，要正确诊断气候变化将会带来何种不确定性负面影响，以及对这些问题的科学认识和制定有针对性的应对措施，需要全面、充分的分析论证。即要得知气候当前特征、预测今后变化趋势，须清楚气候从古至今的变化过程，正如地质学常用的方法—“过去是认识现在和未来的钥匙（The past is the key to the present & future）”。认识历史上气候变化的影响和人类的响应行为，揭示历史上的温暖期所发生的气候灾害和不利影响是否增多、对世界文明是灾难还是福音，提炼人类科学应对环境变化的响应机制与积极适应措施，可为认识未来气候变化影响和应对气候变化提供诸多借鉴。虽然由于气候环境的不断变化，社会经济的不断发展，人类响应与适应能力的不断增强，过去气候环境变化对社会经济影响的史实不一定能完全重现，但过去的史实却可为人类社会适应未来气候环境变化提供重要的相似型、适应过程及应对机制方面的参考。
伴随全球生态-环境问题对人类社会消极影响程度的日益突出，人类生存环境的自然变化与由人类活动引起的环境变化诸问题，已受到国际学术界的普遍关注，全球变化研究（Global Change Study）的热潮正是此种情形的体现。为了应对未来的气候变化，各国政府相继成立了政府间气候变化工作委员会，国际科学界也相继提出了一系列跨学科、综合性的研究计划。如地球系统科学联盟（Earth System Science Partnership，ESSP）开展的四项研究计划[5]，其总目的是促进地球系统集成研究和变化研究，以及利用这些变化进行全球可持续发展能力研究。其中，国际全球变化人文因素计划（IHDP）[6]的研究目的是增强人类对未来几十年至几百年尺度上重大变化的预测能力，国际过去全球变化计划（Past Global Changes，PAGES）是其子计划国际地圈-生物圈计划（IGBP）的核心研究方向之一，重点目标是重建距今2000年全球气候和环境变化的详细历史，时间分辨率至少为10年尺度，在理想的情况下，应达到年际甚至季节尺度。
当人类再次面临重大环境变化时，从历史上寻找答案不仅是必须的，而且也是一条最为现实的途径。因此，为了增强人类对未来气候和环境变化的预测与应对能力，历史气候研究也凸现出其重要的学术价值，成为了国际“气候变率与可预报性（CLIVAR）”计划的一项重要内容[7]。
三、清代以来黄河中游气候变化的研究价值和意义
（一）重建历史时期全球气候和环境变化的详细历史（高分辨率时空变化图谱），是PAGES研究核心和目的，也是目前研究前沿和发展趋势。本研究是对清代以来黄河中游时空分辨率较高的历史文献进行系统爬梳整理，建立旱涝、降水事件变化序列，能进一步提高以史料为代用指标的过去气候变化研究精度。在这些研究工作的基础上，与相同时空尺度下的历史气候变化的自然证据（树轮、石笋等）进行比对，利用多源数据的相互补充与印证，以提高过去气候变化研究的精确度和研究成果的认可程度。
（二）通过对清代以来黄河中游气候变化的史实、特征和社会效应等进行详细解析，可以辨识气候变化过程和演变规律。分析气候变化事件对区域社会发展的影响力度，有助于认知当前重大乃至极端气候事件的历史地位，为评估气候灾害事件的可能影响提供研究案例。
（三）讨论清代以来黄河中游气候变化及其社会响应的过程、方式和特征，可为当前乃至今后灾害风险管理、人类适应区域环境变化提供经验借鉴，亦为预测未来数十年乃至百年尺度区域气候变化提供历史相似型。同时，可在一定程度上推进历史地理、黄河水利史、环境史等交叉领域中相关学术问题的研究深度。